【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱性及び表面平滑性に優れたパルプモールド成形体並びに多層成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
架橋処理を施して繊維をカールさせたパルプ（以下、架橋処理パルプともいう。）を用いたパルプモールド成形体に関する従来技術としては、例えば、下記特許文献１に記載の技術が知られている。この技術は、パルプ成分中に架橋処理パルプを所定量加えることで、表面が柔らかく、断熱性能や緩衝性能に優れたパルプモールド成形体を得るものである。
【０００３】
ところで、架橋処理パルプは、フリーネスが高く、カールされたパルプ繊維どうしが絡みやすいため、パルプスラリー中でパルプ繊維を均一に分散させることが困難である。従って、架橋処理パルプをパルプ成分に含むパルプモールド成形体は、肉厚が均一な成形性に優れた成形体が得られ難いほか、表面に多数の凹凸ができやすく、表面に印刷を施したり、表面に樹脂フィルムを貼り合わせたりする用途、例えば、容器や板紙等の包装材には適していなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１８２４５号公報
【０００５】
従って、本発明の目的は、断熱性に優れるとともに、表面が平滑に成形されたパルプモールド成形体並びにこれを用いた多層成形体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、所定量の架橋処理パルプに加えて、パルプ成分にマーセル化処理やアルカリ処理を施したパルプを所定量含めることで、前記目的を達成し得るパルプモールド成形体が得られることを知見した。
【０００７】
本発明は、前記知見に基づきなされたものであり、パルプ成分に、架橋処理パルプを３〜２４ｗｔ％含むとともに、マーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプを１７〜７０ｗｔ％含むパルプモールド成形体を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記本発明のパルプモールド成形体と、該パルプモールド成形体よりも高密度の繊維成形体とが合体された多層成形体を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の多層成形体を、インスタントカップ麺等の食品容器に用いられる断熱容器に適用した一実施形態を示したものである。同図において、符号１は多層成形体を示している。
【００１１】
図１に示すように、多層成形体１は、パルプモールド成形体２と、パルプモールド成形体２よりも高密度の繊維成形体３とが合体されものである。本実施形態の多層成形体１は、内層としてのパルプモールド成形体２の外側に外層として繊維成形体３が配されており、開口部の周縁部には両成形体のフランジ部２ａ、３ａが接合されてフランジ部１０が形成されている。また、多層成形体１は、その内層となるパルプモールド成形体２にお湯の入れ目線となる段差１１及びスタック用の段差１２が設けられている。
【００１２】
前記パルプモールド成形体２は、パルプ成分に架橋処理パルプを３〜２４ｗｔ％含んでおり、５〜２０ｗｔ％含んでいることが好ましい。架橋処理パルプが３ｗｔ％未満であるとパルプの嵩高性が低下して断熱性が低下するおそれがあり、２４ｗｔ％を越えると抄造ムラが発生しやすくなるおそれがある。ここで、パルプモールド成形体２に用いられる架橋処理パルプとは、パルプを機械的に処理してフラック化するとともに、架橋剤を用いてパルプを架橋することにより、カール、疎水化、剛性をアップしたものをいう。
【００１３】
前記架橋処理パルプは、湿潤カールドファクタが０．１〜０．４であるものが好ましく、０．２〜０．３５であるものがより好ましい。カールドファクタが低すぎると嵩高性が低下する場合があり、高すぎるとスラリー中での分散性が悪くなり、抄造ムラが発生し、偏肉が生じたり、成形体の強度や表面性が低下する場合がある。ここで、湿潤カールドファクタとは、パルプ繊維を室温で純水に浸漬した後ＦＱＡ（Ｆｉｂｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用い、測定本数１０００本以上、測定範囲０．５〜１０ｍｍにおいて、（（ＬA／ＬB）−１）の算術平均により求められる値であり、繊維の曲線化の度合いを示す数値である。ただし、ＬAは実際のパルプ繊維の長さ、ＬBは曲がった状態のパルプ繊維を囲む長方形の最大寸法である。
【００１４】
前記パルプモールド成形体２は、前記架橋処理パルプに加え、マーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプを１７〜７０ｗｔ％含んでおり、２５〜６５ｗｔ％含んでいることが好ましく、３０〜６０ｗｔ％含んでいることがより好ましい。マーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプが１７ｗｔ％未満であると嵩高性が低下するおそれがあり、７０ｗｔ％を越えると容器の把持強度や座屈強度が低下したり、内層のスタック強度が低下したり、真空成形でつぶれたり、破断したりするおそれがある。マーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプとは、パルプ繊維を苛性ソーダや液体アンモニアを用いて化学処理を施し、疎水化したり、剛性を高めたものをいう。
【００１５】
前記マーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプは、前記架橋処理パルプに対し、重量比で５０〜５００％加えることが好ましく、１００〜３００％加えることがより好ましい。架橋処理パルプに対するマーセル化処理パルプ又はアルカリ処理パルプの割合が多すぎると嵩高性が低下するおそれがあり、少なすぎると抄造ムラが発生して成形品に偏肉が生じたり表面性が低下する場合がある。
【００１６】
前記パルプモールド成形体２は、前記パルプ成分に、さらに長繊維パルプを２０〜８０ｗｔ％含んでいることが好ましく、３０〜６０ｗｔ％含んでいることがより好ましい。長繊維パルプが２０ｗｔ％未満であるとフランジ部分や容器の強度が低下したり、紙粉の発生も多くなる。また、該強度を高めたり紙粉の発生を防止するためにバインダーの量を多くする必要がある。８０ｗｔ％を越えると嵩高性が低下し、容器の断熱性が低下するおそれがある。ここで、長繊維パルプとは、針葉樹若しくは広葉樹の未晒又は晒クラフトパルプ、サルファイトパルプ、アルカリパルプ、グランドパルプ、又はサーモメカニカルパルプが挙げられる。これらの長繊維パルプは、単独で又は二種以上を適宜の割合で混合して用いることができる。特に二種以上を混合することで、様々な繊維長分布を有する長繊維パルプを調製することができる。
【００１７】
前記長繊維パルプは、ＣＳＦ（Ｃａｎａｄｉａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ）が２００〜７００ｍｌであることが好ましく、３００〜６００ｍｌであることがより好ましい。ＣＳＦが低すぎるとろ水性が低下し、抄造時間や乾燥時間が長くなる場合があり、ＣＳＦが高すぎると抄造ムラが顕著となり、偏肉が発生したり、表面性が低下する場合がある。
【００１８】
前記長繊維パルプの平均繊維長は、０．４〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。長繊維パルプの平均繊維長が短すぎると嵩高処理パルプとの絡み合いが少なくなり、強度が低下するとともに、紙粉の発生も多くなる場合があり、長すぎると絡みが大きくなりすぎてフロックが大きくなり、抄造ムラが生じて偏肉が発生したり、表面性も低下する場合もある
【００１９】
前記パルプモールド成形体２のパルプ成分として用いられる前記架橋パルプ、前記マーセル化処理パルプ、前記アルカリ処理パルプ及び前記長繊維パルプには、木材パルプ、非木材パルプの何れのパルプ繊維をも用いることができる。また、バージンパルプ、古紙パルプの何れのパルプ繊維をも用いることができる。これらのパルプ繊維は、単独で又は二種以上を適宜の割合で混合して用いることができる。
【００２０】
前記パルプモールド成形体２は、嵩高剤を前記パルプ成分に対し０．２〜１０ｗｔ％含んでいることが好ましい。嵩高剤が前記パルプ成分に対して０．２ｗｔ％未満であると十分な嵩高効果が得られない場合があり、１０ｗｔ％を越えると効果が頭打ちとなり、材料が無駄となる。また、抄造時にネットや型の汚れが著しくなる場合がある。
前記嵩高剤としては、花王（株）製、品番「ＫＢ１１５」、「ＫＢ８５」等が挙げられ、これらの中でも、サイズ効果の低下防止、強度低下の防止の点から「ＫＢ１１５」が好ましい。
【００２１】
前記パルプモールド成形体２は、分散剤を前記パルプ成分に対して０．０１〜０．５ｗｔ％を含んでいることが好ましい。分散剤が前記パルプ成分に対して０．０１ｗｔ％未満であると十分な分散効果が得られない場合があり、０．５ｗｔ％を越えると抄造時間が長くなったり、抄造時のネットや抄造形の汚れの原因となる場合がある。
前記分散剤としては、各種界面活性剤、ポリエチレンオキサイド又はその誘導体等が挙げられ、これらの中でも、泡立ちが無いこと等スラリーの取り扱い易さ、コストの点からポリエチレンオサイドが好ましい。
【００２２】
前記パルプモールド成形体２は、密度（フランジ部を除く部分の密度）が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、０．１〜０．４ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。パルプモールド成形体の密度が高すぎると断熱性が低下したり、容器が重くなる場合があり、密度が低すぎると容器の把持強度、圧縮強度が低下する。また真空成形時に成形体に亀裂が発生する場合がある。
【００２３】
前記パルプモールド成形体２は、表面の中心線平均粗さＲａが１〜２０μｍであることが好ましく、２〜１０μｍであることがより好ましい。また、最大高さＲmaxが１００μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であることがより好ましい。表面粗さが大きすぎると樹脂フィルムのピンホールが発生しやすくなる。ここで、表面の中心線平均粗さＲａ及び最大高さＲmaxは、後述する実施例により測定される値である。
【００２４】
前記パルプモールド成形体２は、断熱性が４５〜６５℃であることが好ましく、５０〜６０℃であることがより好ましい。断熱性が低すぎると容器にお湯を注いで使用する場合熱くて手で持つことが困難となる。ここで、断熱性は、後述する実施例により測定される値である。
【００２５】
前記パルプモールド成形体２には、必要に応じ、顔料、防かび剤、サイズ剤、紙力増強剤、耐水化剤、接着剤等の添加剤を適宜の割合で含めることができる。
【００２６】
前記繊維成形体３を構成する繊維には、針葉樹若しくは広葉樹の未晒又は晒クラフトパルプ、サルファイトパルプ、アルカリパルプ、グランドパルプ、又はサーモメカニカルパルプが挙げられる。これらの中でも、十分な成形性、白色性、成形品の表面性及び強度が得られる点から、特に広葉樹の晒クラフトパルプが好ましい。これらの繊維は、単独で又は二種以上を適宜の割合で混合して用いることができる。特に二種以上を混合することで、様々な繊維長分布を有する長繊維パルプを調製することができる。
【００２７】
前記繊維成形体３は、密度が０．５〜１．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。密度が高すぎると乾燥時の繊維への圧力が過大となり、繊維が変色したり、繊維自体の強度が低下する場合があり、密度が低すぎると外層容器の強度が低下するとともに、表面の平滑性が低下する場合がある。
【００２８】
前記繊維成形体３の密度は、前記パルプモールド成形体２の密度に対して、１００〜８００％であることが好ましく、１５０〜５００％であることがより好ましい。繊維成形体３の密度がパルプモールド成形体２の密度より低すぎると把持したときに容器にくぼみが発生したり、外表面の平滑性が低下したり、フランジ部の強度が低下する場合があり、高すぎると内面の平滑性が低下したり、内面の強度が低下し、後述するような樹脂フィルムで被覆層を設ける際に内面が潰れたりする場合がある。
【００２９】
繊維成形体３には、必要に応じ、顔料、定着剤、防かび剤、サイズ剤、繊力強化材等の添加剤を適宜の割合で含めることができる。
【００３０】
次に、前記多層成形体１の製造方法について説明する。
前記多層成形体１の製造方法においては、先ず、前記パルプモールド成形体２及び前記繊維成形体３を個別に湿式抄造し、これらを合体させて乾燥成形して一体化し、二層構造の多層成形体を成形する。
【００３１】
パルプモールド成形体２及び繊維成形体３の抄造には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、抄造部２１、３１が凸状形態の弾性体で形成され、これらの抄造部が所定の目開き及び線径を有する合成樹脂製のネット（図示せず）で被覆された抄造型２０、３０をそれぞれ用いる。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、抄造型２０の抄造部２１は、フランジ部２２を有し且つ所定のテーパー角度を有して先端部に進むにつれて先細る形態を有している。抄造部２１の先端部には、段差２３を介してさらに先細る細抄造部２４が設けられている。この細抄造部２４を含めた抄造部２１の寸法形状は、当該抄造型２０で抄造されたパルプモールド成形体２を、後述するように合体成形用の雄雌型５０、６０（図２（ｅ）参照）内に配して乾燥したときに、雄型５０の成形部５１の寸法形状に略等しくなるように設計されている。
【００３３】
抄造型２０は、後述する雌型６０（図２（ｄ）参照）と組み合わせたときに、弾性変形前の状態において、抄造部２１の凸状部分の外周面と、繊維成形体３の内周面との間に所望の隙間が形成されるように設けられているとともに、該凸状部分の長さが、雌型６０の凹部６１の深さより長く設けられている。これにより、後述するように抄造型２０を雌型６０と組み合わせ（図２（ｄ）参照）、パルプモールド成形体２を雌型６０内に配するときに、抄造部２１を弾性変形させつつパルプモールド成形体２を凹部６１の内面に押圧してパルプモールド成形体２を所望の形状で脱水成形できるとともに、パルプモールド成形体２を繊維成形体３と合体させた後、合体物を雌型６０内に残して抄造型２０からパルプモールド成形体２を離型することができるようになっている。
【００３４】
前記抄造部２１の内部には、外面において開口する多数の気液流通路２５が設けられている。これらの気液流通路２５は細抄造部２４に密に（多く）配設されている。本実施形態では、細抄造部２４には抄造部２１の他の部分の約２倍の気液流通路が開口している。これにより、前記ネットにおける当該細抄造部２１を被覆する部分にスラリー中の固形分が多く堆積し、パルプモールド成形体２を雌型６０内に配して脱水成形したときに（図２（ｄ）参照）、パルプモールド成形体２の胴部に所望の坪量の差が得られるようになっている。また、細抄造部２４を設けてスラリー中の固形分の堆積量を増やしているので、雌型６０の凹部６１へ挿入するときにパルプモールド成形体２が損傷するおそれがない。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、抄造型３０の抄造部３１は、フランジ部３２を有し且つ所定のテーパー角度を有して先端部に進むにつれて先細る形態を有している。抄造部３１の内部には、外面において開口する多数の気液流通路３３が設けられている。抄造部３１における繊維成形体３の胴部に対応する部分には、スラリー中の固形分が略均一に堆積するように、気液流通路３３が略均一に配設されている。これにより、後述するように繊維成形体３を脱水成形し、さらに乾燥成形したときに、繊維成形体３の胴部が略均一の坪量で脱水成形されるようになっている。
【００３６】
抄造型３０は、雌型４０（図２（ｃ）参照）と組み合わせたときに、弾性変形前の状態において、抄造部３１の凸状部分の外周面と、雌型４０の凹部４１の内周面との間に所望の隙間が形成されるように設けられているとともに、該凸状部分の長さが、雌型４０の凹部４１の深さより長く設けられている。これにより、抄造型３０を雌型４０と組み合わせ、前記抄造部３１を弾性変形させつつ繊維成形体３を雌型４０との間で押圧して繊維成形体３を所望の形状で乾燥成形できるようになっている。
【００３７】
各抄造型２０、３０における抄造部２１、３１の材質には、耐熱・耐食性の観点からシリコーンゴム等の弾性体を用いることが好ましい。
【００３８】
本実施形態においては、パルプモールド成形体２と繊維成形体３を合体させる前に、繊維成形体３を脱水成形しさらに乾燥成形する。この繊維成形体３の脱水成形及び乾燥成形には、雌型４０（図２（ｃ）参照）を用いる。
【００３９】
雌型４０は、剛性を有するアルミニウム等の金属製で、繊維成形体３の外形に対応した凹部４１を有している。雌型４０にはバンドヒーター４２が配されている。雌型４０は、多層成形体１の外表面に後を残さないように、凹部４１の内面で開口する排気孔を有していないものを用いることが好ましいが、乾燥成形時間の短縮を望む場合には排気孔を有するものを用いることもできる。
【００４０】
パルプモールド成形体２及び繊維成形体３を一体化させて乾燥成形する型には、図２（ｅ）に示すように、合体成形用の雄型５０及び雌型６０を具備する成形型を用いる。雄型５０及び雌型６０には、剛性を有するアルミニウム等の金属製の型を用いる。
【００４１】
前記雄型５０は、前記パルプモールド成形体２の内面形状に対応する凸状の成形部５１を有している。成形部５１の先端部には、前記多層成形体１のスタック用段差１２に対応して縮径する細成形部５２が設けられている。細成形部５２の長さは、前記抄造型２０の細抄造部２４の長さ以下となるように設けられている。細成形部５２の長さは、前記多層成形体１の胴部の厚み及び胴部の角度に応じてその最小値が設定される。
【００４２】
成形部５１の内部には、外周面においてスリット状に開口する気液流通路（図示せず）が複数設けられており、これらの気液流通路を通じてパルプモールド成形体２及び繊維成形体３を合体するときの脱水、排気が行えるようになっている。また、成形部５１の内部には、カートリッジヒーター（図示せず）が配されており、成形部５１の外表面からも加熱ができるようになっている。
【００４３】
雌型６０は、剛性を有するアルミニウム等の金属製で、繊維成形体３の外形に対応した凹部６１を有している。雌型６０にはバンドヒーター６２が配されている。また、雌型６０は、前記雄型５０と組み合わせたときに成形部５１の凸状部分と凹部６１の間に前記段差１２に対応した所定のクリアランス（キャビティ）が形成されるように設けられている。雌型６０は、多層成形体１の外表面に後を残さないように、凹部６１の内面で開口する排気孔を有していないものを用いることが好ましいが、乾燥成形時間の短縮を望む場合には排気孔を有するものを用いることもできる。
【００４４】
前記パルプモールド成形体２及び繊維成形体３を抄造する場合には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、抄造部２１、３１を上方に向けた状態で前記抄造型２０、３０を配し、当該抄造部２１、３１を囲繞するように外枠２６、３４を組み合わせる。そして、外枠２６、３４に付設された注入ノズル２７、３５を通じて所定量の原料スラリーを注入し、前記気液流通路２５、３３を通じてスラリーを吸引して前記ネット上に原料スラリー中の固形分を堆積させる。
【００４５】
パルプモールド成形体２の形成に用いられるスラリーには、前記パルプ繊維の濃度が０．１〜２．０ｗｔ％のスラリーを用いることが好ましい。分散媒に特に制限はないが、取り扱い性、生産コストの点から水や白水を分散媒とすることが好ましい。スラリーには、前記嵩高剤及び前記分散剤を前記所定量となるように含ませることが好ましい。また、必要に応じ、前記添加剤を適宜の割合で含ませることができる。
【００４６】
前記繊維成形体３の成形に用いられるスラリーには、前記繊維の濃度が０．１〜２．０ｗｔ％のスラリーを用いることが好ましい。分散媒に特に制限はないが、取り扱い性、生産コストの点から水や白水を分散媒とすることが好ましい。スラリーには、必要に応じ、前記添加剤を適宜の割合で含ませることができる。
【００４７】
抄造された繊維成形体３は、外表面を良好に仕上げるとともに、強度を高くするために、パルプモールド成形体２と重ね合わせる前に予め脱水し、乾燥させて高密度化させる。具体的には、抄造後、抄造型３０から外枠３４を退避させ、図２（ｃ）に示すように、繊維成形体３とともに前記雌型４０に突き合わせる。そして、抄造型３０の抄造部３１で湿潤状態の繊維成形体３を押圧して脱水成形する。脱水成形時の抄造型３０の押圧力（押圧荷重／投影面積、以下同じ。）は、０．１〜１．５ＭＰａであることが好ましく、０．２〜１．０ＭＰａであることがより好ましい。繊維成形体３の脱水時には、抄造型３０の気液通路３３を通じて繊維成形体３の液体分を吸引し、外部に排出する。繊維成形体３の含水率（重量含水率）は、乾燥時間の短縮、表面平滑性の確保、焦げや変色の防止の点から６０〜８０％であることが好ましく、６５〜７５％であることがより好ましい。
【００４８】
繊維成形体３を所定の含水率まで脱水した後、雌型４０をバンドヒーター４２で所定温度に加熱し、抄造型３０の抄造部３１で繊維成形体３を凹部４１に押圧しながら乾燥成形する。そして、繊維成形体３を乾燥して高密度化させる。繊維成形体３の乾燥時には、抄造型３０の前記気液通路３３を通じて繊維成形体３の液体分及び蒸気を吸引し、外部に排出する。
【００４９】
繊維成形体３の乾燥時における押圧力は、脱水効率を高めて高密度化を図る観点から、０．１〜２ＭＰａであることが好ましく、０．３〜１．５ＭＰａであることがより好ましい。また、繊維成形体３の乾燥時における金型温度（雌型４０の温度）は、乾燥による焦げ防止、乾燥効率等の点において、１１０〜２５０℃であることが好ましく、１２０〜２３０℃であることがより好ましい。繊維成形体３の乾燥後、繊維成形体３を抄造型３０から雌型４０に受け渡す。受け渡し完了後は、抄造型３０は退避させる。
【００５０】
次に、図２（ｄ）に示すように、脱水・乾燥後の繊維成形体３を雌型６０内に配し、その下方よりパルプモールド成形体２を重ね合わせる。この際、パルプモールド成形体２は抄造型２０からは脱型せず、抄造型２０をそのまま雌型６０に突き合わせる。そして、抄造型２０の抄造部２１で湿潤状態のパルプモールド成形体２を押圧して脱水を行いつつパルプモールド成形体２及び繊維成形体３を密着させる。パルプモールド成形体２及び繊維成形体３を合体させるときの押圧力は、脱水効率、パルプモールド成形体２及び繊維成形体３の密着性、パルプモールド成形体と抄造型２０との離型性、繊維成形体３のふやけ防止の点から、０．１〜１．０ＭＰａであることが好ましく、０．３〜０．８ＭＰａであることがより好ましい。
【００５１】
パルプモールド成形体２及び繊維成形体３が十分に密着された後、抄造型２０を降下させてパルプモールド成形体２を抄造型２０から離間させ、パルプモールド成形体２を抄造型２０から雌型６０側に受け渡す。このとき抄造部２１内の気液流通路２５を通じて圧縮空気をパージし、速やかに離間させることもできる。パルプモールド成形体２を受け渡した後、抄造型２０は退避させる。
【００５２】
次に、図２（ｅ）に示すように、前記雄型５０を雌型６０に突き合わせ、合体されたパルプモールド成形体２及び繊維成形体３を乾燥成形する。
【００５３】
乾燥成形は、雄型５０及び雌型６０をそれぞれのヒーターで所定温度に加熱しておき、パルプモールド成形体２と繊維成形体３を所定の押圧力で押圧した状態で一体化させる。また、乾燥成形時には、雄型５０の前記気液流通路を通じてパルプモールド成形体２の水分を外部に排出する。
【００５４】
また、乾燥成形時における押圧力によりパルプモールド成形体２、繊維成形体３のフランジ部２ａ、３ａを接合して一体化する。フランジ部２ａ、３ａの接合には、接着強度を高める点において、接着剤を用いることもできる。この場合には、特にデンプン等の接着剤を用いることが好ましい。
【００５５】
乾燥成形時の金型温度（雄型５０及び雌型６０の温度）は、パルプモールド成形体２及び繊維成形体３に焦げが生じないようにすると共に、乾燥効率を高く維持する観点から、１５０〜２５０℃、特に１７０〜２３０℃であることが好ましい。
【００５６】
パルプモールド成形体２及び繊維成形体３が所定の含水率まで乾燥され、パルプモールド成形体２及び繊維成形体３が密着一体化されたところで乾燥成形を終了する。そして、雄型５０及び雌型６０を離間させて多層成形体１を脱型する。そして、必要に応じ、得られた多層成形体にトリミング等の処理を施して成形体の製造を完了する。
【００５７】
このようにして得られた本実施形態の多層成形体１は、断熱性に優れるとともに、内外表面やフランジ部が平滑に成形されたものである。また、パルプ成分に前記長繊維パルプを含ませた場合には、紙粉の発生が少なく、機械的強度にも優れた多層成形体を得ることができる。
【００５８】
本発明は、前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００５９】
本発明の多層成形体には、さらにその内側又は外側、例えば、前記実施形態の多層成形体１のパルプモールド成形体２の内側又は前記繊維成形体３の外側に、樹脂フィルムで被覆層（図示せず）を設けることもできる。
該被覆層に用いられる樹脂フィルムには、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル等のポリビニル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂フィルム、変性ポリエチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステル等の生分解性樹脂フィルムが挙げられ、製造コスト、成形性等の点においては、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、環境に配慮した廃棄性の点からは、生分解性樹脂フィルムが好ましい。被覆層には、これらの樹脂フィルムを、単独で又は二種以上を積層させて用いることもできる。該被覆層は、前記樹脂成分を含む塗料を塗工することによって設けることもできる。
【００６０】
本発明のパルプモールド成形体は、前記実施形態におけるように、フランジ部を備えた多層成形体の内層に特に好適であるが、本発明のパルプモールド成形体の用途は、これに限定されるものではなく、例えば、どんぶり状の容器、ボトル状の容器、トレー容器等の各種形状の容器、筒状成形体等の中空成形体、平板状の成形体等にも用いることができる。
【００６１】
本発明は、前記実施形態のように、立体形状を有する多層成形体に特に好適であるが、パルプモールド成形体及び繊維成形体をシート状に成形することによって、優れた断熱性を有し、表面が平滑に成形された多層成形シートすることもできる。
【００６２】
前記パルプモールド成形体、繊維成形体の抄造方法に特に制限はないが、例えば、前記抄造型を所定の原料スラリー内を湛えたプール内に浸漬し、吸引抄造することもできる。また、繊維成形体３の乾燥は、パルプモールド成形体２及び繊維成形体３を合体させる際に用いられる雌型６０で行うこともできる。また、成形時の各型の向きは、前記実施形態のものに制限されるものではなく、例えば、上下を反転させてもよい。
【００６３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
【００６４】
下記実施例１〜３及び比較例１、２のようにして、下記寸法形状（図１参照）を有し、表１に示す配合の内層を有する多層成形体を作製し、該内層の抄造性及び多層成形体を下記のように評価した。その結果を表１にあわせて示す。
【００６５】
〔実施例１〕
＜多層成形体寸法形状＞
高さＨ：１１０ｍｍ
開口部内径φ１：９０ｍｍ
底部外径φ２：７０ｍｍ
胴部上部厚みＴ１：１．５ｍｍ
胴部中央部厚みＴ２：１．７ｍｍ
胴部下部厚みＴ３：２．７ｍｍ
底部厚みＴ４：１．７ｍｍ
フランジ厚みＴ５：３ｍｍ
【００６６】
＜内層及び外層の抄造＞
上記多層成形体の内層（パルプモールド成形体）及び外層（繊維成形体）に対応したシリコーンゴム製の抄造部及び該抄造部を覆うナイロン製のネット（５０メッシュ、線径１００μｍ）を備えた抄造型を、下記組成のスラリー中に浸漬させ、該スラリーから吸引抄造によって内層及び外層を抄造した。
内層用スラリー；
パルプスラリー濃度：０．５重量％
架橋処理パルプ：米国ウェハウザー社製「ＨＢＡ−ＬＦ」、２０重量％
マーセル化処理パルプ：Ｒａｙｏｎｉｅｒ社製「Ｐｒｏｓａｎｉｅｒ−Ｊ−ＨＰ」）５０重量％
長繊維パルプ：ＮＢＫＰ（ＣＳＦ５００ｍｌ）３０重量％
嵩高剤：花王（株）製「ＫＢ１１５」、対パルプ成分重量比率５％
分散剤：ポリエチレンオキシド、対パルプ成分重量比率０．０５％
サイズ剤：日本ＰＭＣ社製「ＡＳ２６２」、対パルプ成分重量率１％
分散媒：水
外層用スラリー；
繊維スラリー濃度：０．５重量％
パルプ繊維：セニブラ（ＬＢＫＰ）：ヒントン（ＮＢＫＰ）＝７０：３０（重量比）で混合したものをフリーネス４００ｍｌに調整したもの
サイズ剤：日本ＰＭＣ製「ＡＳ２６２」、対パルプ繊維重量比率１％
分散媒：水
【００６７】
＜外層の乾燥＞
前記雄型を脱水成形した繊維成形体をとともに乾燥用の雌型内に突き合わせ、下記条件で乾燥成形した。
金型温度：雌型１３０℃
乾燥時間：２分
押圧力：６０００Ｎ
【００６８】
＜合体、乾燥成形＞
前記外層に、内層となるパルプモールド成形体を重ね合わせて合体させた後、下記条件で両層を合体させ、下記条件で乾燥成形した。
金型温度：雄型１７０℃、雌型１７０℃
乾燥時間：９０秒
押圧力：６０００Ｎ
【００６９】
〔内層の抄造性の評価〕
得られたパルプモールド成形体（内層）の抄造性を下記のように３段階で評価した。
○：胴部のパルプが均一で偏肉なし
△：胴部に僅かに薄肉部が発生
×：抄造ムラにより、胴部に薄肉部が発生
【００７０】
〔成形体の評価〕
得られた多層成形体のスタック用段差及びフランジ部を下記のように評価した。
スタック用段差；
得られた多層成形体を積み重ね４ｋｇｆの荷重を掛けたときのスタック用段差の状態を確認した。
○：スタック用段差に潰れなし
△：スタック用段差にやや潰れ有り
×：潰れ発生
フランジ部；
フランジ部の形状転写性を目視で確認し、下記３段で評価した。
○：型の形状が転写され表面性も良好
△：表面にやや凹凸有り
×：表面に抄造ネットの跡有り
【００７１】
〔断熱特性の評価〕
多層成形体内に９５〜１００℃の熱湯を注ぎ入れ、３分後に手でそれが把持できる程度かどうかを感覚的に判断した。
◎：わずかに温かく感じるレベル
○：温かく感じるレベル
△：少し熱く感じるが把持できるレベル
×：熱く感じ、把持できないレベル
【００７２】
〔実施例２、３〕
内層となるパルプモールド成形体のパルプ成分の配合を表１に示すように代えた以外は、実施例１と同様にして多層成形体を作製した。
【００７３】
〔比較例１、２〕
内層となるパルプモールド成形体のパルプ成分の配合を表１に示すように代えた以外は、実施例１と同様にして多層成形体を作製した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１に示すように、実施例によって作製された多層成形体は、内層の抄造性、スタック用段差の強度、フランジ部の成形性及び断熱性が全て断熱容器としての実用適正を十分備えているものであった。これに対し、比較例により得られた多層成形体は、一部の性能に実施例と同等の性能は得られるものの、断熱容器としての実用適正を備えているものでなかった。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、断熱性に優れるとともに、表面が平滑に成形されたパルプモールド成形体並びにこれを用いた多層成形体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層成形体を断熱容器に適用した一実施形態を模式的に示した半断面図である。
【図２】前記多層成形体の製造工程を模式的に示す図であり、（ａ）はパルプモールド成形体の抄造工程を示す図、（ｂ）は、繊維成形体の抄造工程を示す図、（ｃ）は繊維成形体の脱水・乾燥成形工程を示す図、（ｄ）パルプモールド成形体と繊維成形体の合体工程を示す図、（ｅ）は多層成形体の乾燥成形工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 多層成形体
１０ フランジ部
１１、１２ 段差
２ パルプモールド成形体
３ 繊維成形体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulp molded article excellent in heat insulation and surface smoothness, and a multilayer molded article.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
As a conventional technique relating to a pulp molded article using a pulp obtained by subjecting a fiber to a cross-linking treatment to curl fibers (hereinafter also referred to as a cross-linked pulp), for example, a technique described in Patent Document 1 below is known. This technique is to obtain a pulp molded article having a soft surface and excellent heat insulation performance and cushioning performance by adding a predetermined amount of crosslinked pulp to a pulp component.
[0003]
By the way, since the crosslinked pulp has a high freeness and the curled pulp fibers are easily entangled, it is difficult to uniformly disperse the pulp fibers in the pulp slurry. Therefore, the pulp molded article containing the crosslinked pulp in the pulp component is difficult to obtain a molded article having a uniform thickness and excellent moldability. It is not suitable for applications such as bonding a resin film to the surface, for example, packaging materials such as containers and paperboard.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-218245
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pulp molded article having excellent heat insulation properties and a smooth surface, and a multilayer molded article using the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors include, in addition to a predetermined amount of crosslinked pulp, a predetermined amount of pulp subjected to mercerization treatment or alkali treatment in the pulp component, thereby obtaining a pulp molded article that can achieve the above object. Was found.
[0007]
The present invention has been made based on the above findings, and provides a pulp molded article containing 3 to 24 wt% of a crosslinked pulp and 17 to 70 wt% of a mercerized pulp or an alkali-treated pulp in a pulp component. Things.
[0008]
Further, the present invention provides a multilayer molded article in which the pulp molded article of the present invention is combined with a fiber molded article having a higher density than the pulp molded article.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 shows an embodiment in which the multilayer molded article of the present invention is applied to a heat insulating container used for a food container such as instant cup noodles. In the figure, reference numeral 1 indicates a multilayer molded body.
[0011]
As shown in FIG. 1, a multilayer molded body 1 is obtained by combining a pulp molded body 2 and a fiber molded body 3 having a higher density than the pulp molded body 2. In the multilayer molded body 1 of the present embodiment, a fiber molded body 3 is arranged as an outer layer outside a pulp molded molded body 2 as an inner layer, and flange portions 2a and 3a of both molded bodies are provided on the periphery of the opening. The flange portion 10 is formed by being joined. Further, in the multilayer molded body 1, a step 11 serving as a line of sight of hot water and a step 12 for stacking are provided in a pulp molded body 2 serving as an inner layer thereof.
[0012]
The pulp molded article 2 contains 3 to 24 wt%, preferably 5 to 20 wt%, of the pulp component in the pulp component. If the crosslinked pulp is less than 3 wt%, the bulkiness of the pulp may be reduced and the heat insulating property may be reduced. If it exceeds 24 wt%, papermaking unevenness may be likely to occur. Here, the cross-linked pulp used in the pulp molded article 2 is obtained by mechanically processing the pulp to form a flak and cross-linking the pulp using a cross-linking agent to improve curl, hydrophobicity, and rigidity. Means what you do.
[0013]
The crosslinked pulp preferably has a wet curled factor of 0.1 to 0.4, more preferably 0.2 to 0.35. If the card factor is too low, the bulkiness may decrease, and if it is too high, dispersibility in the slurry becomes worse, unevenness in papermaking occurs, uneven wall thickness occurs, and the strength and surface properties of the molded body decrease. May be. Here, the wet curled factor is defined as ((L) in the case where the pulp fiber is immersed in pure water at room temperature and then FQA (Fiber Quality Analyzer) is used. A / L B ) -1) is a value obtained by the arithmetic mean, and is a numerical value indicating the degree of curve of the fiber. Where L A Is the actual pulp fiber length, L B Is the largest dimension of the rectangle surrounding the bent pulp fiber.
[0014]
The pulp molded article 2 contains, in addition to the crosslinked pulp, 17 to 70 wt%, preferably 25 to 65 wt%, and more preferably 30 to 60 wt% of mercerized pulp or alkali-treated pulp. Is more preferable. If the amount of the mercerized pulp or the alkali-treated pulp is less than 17% by weight, the bulkiness may decrease. If the amount exceeds 70% by weight, the holding strength and buckling strength of the container may decrease, or the stack strength of the inner layer may decrease. May be crushed or broken by vacuum forming. The mercerized pulp or alkali-treated pulp is obtained by subjecting pulp fibers to chemical treatment using caustic soda or liquid ammonia to make them hydrophobic or to increase rigidity.
[0015]
The mercerized pulp or the alkali-treated pulp is preferably added in a weight ratio of 50 to 500%, more preferably 100 to 300%, based on the crosslinked pulp. If the ratio of the mercerized pulp or the alkali-treated pulp to the cross-linked pulp is too large, the bulkiness may be reduced.If the ratio is too small, unevenness in papermaking occurs to cause uneven wall thickness or reduced surface properties of the molded product. There is.
[0016]
The pulp molded article 2 preferably further contains 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 60% by weight of long fiber pulp in the pulp component. If the long fiber pulp is less than 20% by weight, the strength of the flange portion and the container is reduced, and the generation of paper powder is increased. In addition, it is necessary to increase the amount of the binder in order to increase the strength and prevent the generation of paper dust. If it exceeds 80 wt%, the bulkiness is reduced, and the heat insulation of the container may be reduced. Here, the long fiber pulp includes unbleached or bleached coniferous or hardwood kraft pulp, sulfite pulp, alkali pulp, ground pulp, and thermomechanical pulp. These long fiber pulp can be used alone or as a mixture of two or more kinds at an appropriate ratio. Particularly, by mixing two or more kinds, long fiber pulp having various fiber length distributions can be prepared.
[0017]
The long fiber pulp preferably has a CSF (Canadian Standard Freeness) of 200 to 700 ml, more preferably 300 to 600 ml. If the CSF is too low, the freeness may decrease, and the papermaking time and the drying time may be prolonged. If the CSF is too high, the papermaking unevenness becomes remarkable, resulting in uneven thickness and poor surface properties.
[0018]
The average fiber length of the long fiber pulp is preferably from 0.4 to 5 mm, more preferably from 0.5 to 3 mm. If the average fiber length of the long fiber pulp is too short, the entanglement with the bulky pulp is reduced, the strength is reduced, and the generation of paper powder may increase.If the average fiber length is too long, the entanglement becomes too large and the floc becomes large. May cause unevenness in papermaking, resulting in uneven wall thickness and reduced surface properties.
[0019]
For the crosslinked pulp, the mercerized pulp, the alkali-treated pulp and the long fiber pulp used as the pulp component of the pulp molded article 2, any pulp fibers of wood pulp and non-wood pulp may be used. it can. In addition, any pulp fibers of virgin pulp and waste paper pulp can be used. These pulp fibers can be used alone or as a mixture of two or more kinds at an appropriate ratio.
[0020]
The pulp molded article 2 preferably contains a bulking agent in an amount of 0.2 to 10% by weight based on the pulp component. If the bulking agent is less than 0.2 wt% with respect to the pulp component, a sufficient bulking effect may not be obtained. If the bulking agent exceeds 10 wt%, the effect level out and the material is wasted. In addition, the net and the mold may become significantly stained during papermaking.
Examples of the bulking agent include Kao Corporation, product numbers "KB115" and "KB85". Among them, "KB115" is preferable from the viewpoint of preventing a reduction in size effect and a reduction in strength.
[0021]
The pulp molded article 2 preferably contains a dispersant in an amount of 0.01 to 0.5 wt% based on the pulp component. If the dispersant is less than 0.01% by weight with respect to the pulp component, a sufficient dispersing effect may not be obtained. May cause stains.
Examples of the dispersant include various surfactants, polyethylene oxide and derivatives thereof, and among these, polyethylene ocide is preferable from the viewpoints of ease of handling of the slurry such as absence of foaming and cost.
[0022]
The pulp molded article 2 has a density (density of a portion excluding a flange portion) of 0.05 to 0.5 g / cm. Three Is preferably 0.1 to 0.4 g / cm Three Is more preferable. If the density of the pulp molded article is too high, the heat insulating properties may be reduced or the container may be heavy. If the density is too low, the holding strength and the compressive strength of the container may be reduced. In addition, cracks may occur in the compact during vacuum forming.
[0023]
The pulp molded article 2 preferably has a center line average roughness Ra of 1 to 20 μm, more preferably 2 to 10 μm. Further, the maximum height Rmax is preferably 100 μm or less, and more preferably 80 μm or less. If the surface roughness is too large, pinholes in the resin film tend to occur. Here, the center line average roughness Ra and the maximum height Rmax of the surface are values measured by examples described later.
[0024]
The pulp molded article 2 preferably has a heat insulating property of 45 to 65 ° C, more preferably 50 to 60 ° C. If the heat insulating property is too low, it is difficult to hold it by hand when it is used by pouring hot water into a container. Here, the heat insulating property is a value measured by an example described later.
[0025]
The pulp molded article 2 may contain additives such as a pigment, a fungicide, a sizing agent, a paper-strengthening agent, a water-proofing agent, and an adhesive at an appropriate ratio, if necessary.
[0026]
The fibers constituting the fiber molded body 3 include unbleached or bleached softwood or hardwood kraft pulp, sulfite pulp, alkali pulp, ground pulp, or thermomechanical pulp. Among them, bleached kraft pulp of hardwood is particularly preferable in that sufficient moldability, whiteness, surface properties and strength of a molded product can be obtained. These fibers can be used alone or as a mixture of two or more at an appropriate ratio. Particularly, by mixing two or more kinds, long fiber pulp having various fiber length distributions can be prepared.
[0027]
The fiber molding 3 has a density of 0.5 to 1.5 g / cm. Three Is preferably 0.6 to 1.2 g / cm. Three Is more preferable. If the density is too high, the pressure on the fiber at the time of drying becomes excessive, and the fiber may be discolored or the strength of the fiber itself may decrease.If the density is too low, the strength of the outer container decreases and the surface becomes smooth. Performance may be reduced.
[0028]
The density of the fiber molding 3 is preferably 100 to 800%, more preferably 150 to 500%, with respect to the density of the pulp molding 2. If the density of the fiber molded body 3 is too low than the density of the pulp molded body 2, when the container is gripped, dents may occur in the container, the smoothness of the outer surface may be reduced, and the strength of the flange portion may be reduced. If it is too high, the smoothness of the inner surface may be reduced, or the strength of the inner surface may be reduced, and the inner surface may be crushed when the coating layer is provided with a resin film as described later.
[0029]
If necessary, the fiber molded body 3 may contain additives such as a pigment, a fixing agent, a fungicide, a sizing agent, and a fiber reinforcing material in an appropriate ratio.
[0030]
Next, a method for manufacturing the multilayer molded body 1 will be described.
In the method of manufacturing the multilayer molded article 1, first, the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are individually wet-formed, combined, dried and integrated to form a multilayer molded article having a two-layer structure. Shape the body.
[0031]
As shown in FIGS. 2A and 2B, in forming the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3, the papermaking sections 21 and 31 are formed of a convex elastic body. Papermaking dies 20 and 30 covered with synthetic resin nets (not shown) having predetermined openings and wire diameters are used, respectively.
[0032]
As shown in FIG. 2A, the papermaking section 21 of the papermaking mold 20 has a flange portion 22 and has a predetermined taper angle and is tapered toward the tip. At the tip of the papermaking section 21, there is provided a fine papermaking section 24 that tapers further through a step 23. The size and shape of the papermaking section 21 including the fine papermaking section 24 are such that the pulp molded article 2 formed by the papermaking mold 20 is subjected to unity forming male and female molds 50 and 60 (see FIG. ) Is designed so as to be approximately equal to the size and shape of the molded portion 51 of the male mold 50 when placed and dried.
[0033]
When the papermaking mold 20 is combined with a female mold 60 described later (see FIG. 2D), the outer peripheral surface of the convex portion of the papermaking section 21 and the inner peripheral surface of the fiber molded body 3 before elastic deformation. It is provided so that a desired gap is formed between the surface and the surface, and the length of the convex portion is provided longer than the depth of the concave portion 61 of the female mold 60. Thus, as described later, the papermaking mold 20 is combined with the female mold 60 (see FIG. 2D), and when the pulp molded article 2 is disposed in the female mold 60, the pulp is formed while elastically deforming the papermaking section 21. The pulp molded article 2 can be dewatered and formed into a desired shape by pressing the molded article 2 against the inner surface of the concave portion 61, and after the pulp molded article 2 is combined with the fiber molded article 3, The pulp molded article 2 can be released from the papermaking mold 20 while being left inside.
[0034]
A large number of gas-liquid flow passages 25 that are open on the outer surface are provided inside the papermaking section 21. These gas-liquid flow passages 25 are arranged densely (many) in the fine papermaking section 24. In the present embodiment, the fine papermaking section 24 has approximately twice as many gas-liquid flow paths as the other parts of the papermaking section 21. As a result, a large amount of solid content in the slurry is deposited on the portion of the net covering the fine papermaking section 21, and when the pulp molded article 2 is disposed in the female mold 60 and dewatered (FIG. 2 (d)). )), A desired difference in basis weight is obtained in the body of the pulp molded article 2. Further, since the fine papermaking section 24 is provided to increase the amount of solid content in the slurry, the pulp molded article 2 is not likely to be damaged when inserted into the recess 61 of the female mold 60.
[0035]
As shown in FIG. 2B, the papermaking part 31 of the papermaking die 30 has a flange portion 32, has a predetermined taper angle, and has a shape that tapers toward the tip. A large number of gas-liquid flow paths 33 that are open on the outer surface are provided inside the papermaking section 31. In a portion of the papermaking section 31 corresponding to the body of the fiber molded body 3, a gas-liquid flow passage 33 is provided substantially uniformly so that solids in the slurry are deposited substantially uniformly. As a result, as described later, when the fiber molded body 3 is subjected to dehydration molding and further dried and molded, the body of the fiber molded body 3 is subjected to dehydration molding with a substantially uniform basis weight.
[0036]
When combined with the female mold 40 (see FIG. 2C), the papermaking mold 30 has an outer peripheral surface of a convex portion of the papermaking portion 31 and an inner peripheral surface of the concave portion 41 of the female mold 40 in a state before elastic deformation. It is provided so that a desired gap is formed between the surface and the surface, and the length of the convex portion is provided longer than the depth of the concave portion 41 of the female mold 40. Thereby, the papermaking mold 30 is combined with the female mold 40, and the fiber molding 3 is pressed between the female mold 40 while elastically deforming the papermaking section 31, so that the fiber molding 3 can be dried and formed in a desired shape. It has become.
[0037]
It is preferable to use an elastic material such as silicone rubber as the material of the papermaking parts 21 and 31 in each of the papermaking dies 20 and 30 from the viewpoint of heat resistance and corrosion resistance.
[0038]
In the present embodiment, before the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 are combined, the fiber molded body 3 is dehydrated and then dried and molded. A female mold 40 (see FIG. 2C) is used for the dehydration molding and the drying molding of the fiber molded body 3.
[0039]
The female mold 40 is made of a rigid metal such as aluminum and has a concave portion 41 corresponding to the outer shape of the fiber molded body 3. The female mold 40 is provided with a band heater 42. The female mold 40 preferably does not have an exhaust hole that opens on the inner surface of the concave portion 41 so as not to leave behind on the outer surface of the multilayer molded body 1. May have an exhaust hole.
[0040]
As shown in FIG. 2 (e), a mold having a male mold 50 and a female mold 60 for uniting molding is used as a mold for drying and molding the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 integrally. . For the male mold 50 and the female mold 60, a rigid metal mold such as aluminum is used.
[0041]
The male mold 50 has a convex forming part 51 corresponding to the inner surface shape of the pulp molded body 2. At the tip of the forming part 51, a thin forming part 52 is provided, whose diameter is reduced corresponding to the stack step 12 of the multilayer molded body 1. The length of the fine forming section 52 is provided to be equal to or less than the length of the fine forming section 24 of the papermaking mold 20. The minimum value of the length of the thin formed portion 52 is set in accordance with the thickness of the trunk of the multilayer molded body 1 and the angle of the trunk.
[0042]
A plurality of gas-liquid flow passages (not shown) that are opened in a slit shape on the outer peripheral surface are provided inside the molding portion 51, and the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 are passed through these gas-liquid flow passages. Dehydration and evacuation at the time of merging can be performed. In addition, a cartridge heater (not shown) is provided inside the molding section 51 so that heating can be performed from the outer surface of the molding section 51.
[0043]
The female mold 60 is made of a rigid metal such as aluminum, and has a concave portion 61 corresponding to the outer shape of the fiber molded body 3. The female mold 60 is provided with a band heater 62. The female mold 60 is provided so that when combined with the male mold 50, a predetermined clearance (cavity) corresponding to the step 12 is formed between the convex portion and the concave portion 61 of the molding portion 51. I have. The female mold 60 preferably does not have an exhaust hole opened on the inner surface of the concave portion 61 so as not to leave behind on the outer surface of the multilayer molded body 1. May have an exhaust hole.
[0044]
When the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 are formed, as shown in FIGS. 2A and 2B, the papermaking dies 20, 30 are formed with the papermaking sections 21, 31 facing upward. And the outer frames 26 and 34 are combined so as to surround the papermaking sections 21 and 31. Then, a predetermined amount of the raw material slurry is injected through injection nozzles 27 and 35 attached to the outer frames 26 and 34, and the slurry is sucked through the gas-liquid flow passages 25 and 33 to solidify the solid content of the raw material slurry on the net. Is deposited.
[0045]
It is preferable to use a slurry having a pulp fiber concentration of 0.1 to 2.0 wt% as the slurry used for forming the pulp molded article 2. There is no particular limitation on the dispersion medium, but water and white water are preferably used as the dispersion medium in terms of handling properties and production costs. It is preferable that the slurry contains the bulking agent and the dispersant in the predetermined amounts. If necessary, the above-mentioned additives can be contained in an appropriate ratio.
[0046]
It is preferable to use a slurry having a fiber concentration of 0.1 to 2.0 wt% as the slurry used for forming the fiber molded body 3. There is no particular limitation on the dispersion medium, but water and white water are preferably used as the dispersion medium in terms of handling properties and production costs. If necessary, the slurry may contain the additive in an appropriate ratio.
[0047]
The formed fiber molded body 3 is dehydrated beforehand and dried and densified before overlapping with the pulp molded molded body 2 in order to finish the outer surface well and to increase the strength. Specifically, after the papermaking, the outer frame 34 is retracted from the papermaking mold 30, and butted against the female mold 40 together with the fiber molded body 3, as shown in FIG. Then, the fiber forming body 3 in a wet state is pressed by the paper forming section 31 of the paper forming die 30 to perform dehydration forming. The pressing force (pressing load / projected area, hereinafter the same) of the papermaking mold 30 during the dehydration molding is preferably 0.1 to 1.5 MPa, more preferably 0.2 to 1.0 MPa. When the fiber molded body 3 is dehydrated, the liquid component of the fiber molded body 3 is sucked through the gas-liquid passage 33 of the papermaking mold 30 and discharged to the outside. The moisture content (weight moisture content) of the fiber molded body 3 is preferably 60 to 80%, and more preferably 65 to 75%, from the viewpoint of shortening the drying time, securing the surface smoothness, and preventing scorching and discoloration. Is more preferred.
[0048]
After dehydrating the fiber molded body 3 to a predetermined moisture content, the female mold 40 is heated to a predetermined temperature by the band heater 42, and the fiber molded body 3 is dried and formed by pressing the fiber molded body 3 against the concave portion 41 in the papermaking section 31 of the papermaking mold 30. . Then, the fiber molded body 3 is dried to have a high density. When the fiber molded body 3 is dried, the liquid component and the vapor of the fiber molded body 3 are sucked through the gas-liquid passage 33 of the papermaking mold 30 and discharged to the outside.
[0049]
The pressing force at the time of drying the fiber molded body 3 is preferably from 0.1 to 2 MPa, and more preferably from 0.3 to 1.5 MPa, from the viewpoint of increasing the dewatering efficiency and increasing the density. In addition, the mold temperature (temperature of the female mold 40) during drying of the fiber molded body 3 is preferably 110 to 250 ° C, and more preferably 120 to 230 ° C, in terms of prevention of scorching by drying, drying efficiency, and the like. Is more preferable. After the fiber molded body 3 is dried, the fiber molded body 3 is transferred from the papermaking mold 30 to the female mold 40. After the delivery is completed, the papermaking mold 30 is retracted.
[0050]
Next, as shown in FIG. 2D, the fiber molded body 3 after dehydration and drying is arranged in the female mold 60, and the pulp molded body 2 is overlapped from below. At this time, the pulp molded article 2 is not removed from the papermaking mold 20, but the papermaking mold 20 is directly butted against the female mold 60. Then, the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are brought into close contact with each other while pressing the wet pulp molded article 2 in the papermaking section 21 of the papermaking mold 20 to perform dehydration. The pressing force when the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are united is dewatering efficiency, the adhesion between the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3, the release property between the pulp molded article and the papermaking mold 20, From the viewpoint of preventing swelling of the fiber molded body 3, the pressure is preferably 0.1 to 1.0 MPa, more preferably 0.3 to 0.8 MPa.
[0051]
After the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are sufficiently adhered to each other, the papermaking mold 20 is lowered to separate the pulp molded article 2 from the papermaking mold 20, and the pulp molded article 2 is removed from the papermaking mold 20 by a female mold. Deliver to 60 side. At this time, the compressed air can be purged through the gas-liquid flow passage 25 in the papermaking section 21 and quickly separated. After the delivery of the pulp molded article 2, the papermaking mold 20 is retracted.
[0052]
Next, as shown in FIG. 2E, the male mold 50 is brought into contact with the female mold 60, and the combined pulp molded article 2 and fiber molded article 3 are dried and molded.
[0053]
In the dry molding, the male mold 50 and the female mold 60 are heated to a predetermined temperature by respective heaters, and the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 are integrated under a predetermined pressing force. At the time of dry molding, the moisture of the pulp molded article 2 is discharged to the outside through the gas-liquid flow passage of the male mold 50.
[0054]
Further, the pulp molded body 2 and the flange portions 2a, 3a of the fiber molded body 3 are joined and integrated by a pressing force at the time of dry molding. An adhesive can be used for joining the flange portions 2a, 3a in order to increase the adhesive strength. In this case, it is particularly preferable to use an adhesive such as starch.
[0055]
The mold temperature during drying and molding (the temperature of the male mold 50 and the female mold 60) is set at 150 from the viewpoint of preventing the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 from burning and keeping the drying efficiency high. To 250 ° C, particularly preferably 170 to 230 ° C.
[0056]
The pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are dried to a predetermined moisture content, and the dry molding is completed when the pulp molded article 2 and the fiber molded article 3 are tightly integrated. Then, the multilayer mold 1 is released from the mold 50 by separating the male mold 50 and the female mold 60. Then, if necessary, the obtained multilayer molded body is subjected to processing such as trimming to complete the production of the molded body.
[0057]
The multilayer molded body 1 of the present embodiment obtained in this manner has excellent heat insulating properties, and the inner and outer surfaces and the flange portion are molded smoothly. In addition, when the long fiber pulp is contained in the pulp component, it is possible to obtain a multi-layered molded product having little paper dust and excellent mechanical strength.
[0058]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
[0059]
The multilayer molded article of the present invention is further provided with a resin film coating layer on the inside or outside thereof, for example, on the inside of the pulp molded article 2 of the multilayer molded article 1 or on the outside of the fiber molded article 3 of the embodiment (FIG. (Not shown) can also be provided.
Examples of the resin film used for the coating layer include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyamide resins such as nylon, polyvinyl resins such as polyvinyl chloride, and styrene such as polystyrene. Biodegradable resin films such as thermoplastic resin films such as resin-based resins, modified polyethylene terephthalate, and aliphatic polyesters. Polyolefin-based resins are preferable in terms of production cost, moldability, etc. In this respect, a biodegradable resin film is preferable. These resin films can be used alone or in a laminate of two or more kinds for the coating layer. The coating layer can also be provided by applying a paint containing the resin component.
[0060]
The pulp molded article of the present invention is particularly suitable for the inner layer of a multilayer molded article having a flange portion as in the above embodiment, but the use of the pulp molded article of the present invention is not limited to this. Instead, for example, it can also be used for containers of various shapes such as a bowl-shaped container, a bottle-shaped container, a tray container, a hollow molded body such as a cylindrical molded body, and a flat molded body.
[0061]
The present invention is particularly suitable for a multilayer molded article having a three-dimensional shape as in the above embodiment, but has excellent heat insulating properties by molding a pulp molded article and a fiber molded article into a sheet, A multilayer molded sheet having a smooth surface can also be obtained.
[0062]
There is no particular limitation on the method of making the pulp molded article and the fiber molded article. For example, the papermaking mold may be immersed in a pool filled with a predetermined raw material slurry to perform suction papermaking. In addition, drying of the fiber molded body 3 can be performed by a female mold 60 used when the pulp molded body 2 and the fiber molded body 3 are combined. The direction of each mold at the time of molding is not limited to that of the above-described embodiment, and may be, for example, upside down.
[0063]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0064]
As in the following Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, multilayer molded articles having the following dimensions and shapes (see FIG. 1) and having the inner layer having the composition shown in Table 1 were produced, and the papermaking property of the inner layer was obtained. And the multilayer molded body was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
[0065]
[Example 1]
<Dimensions and shape of multilayer molded body>
Height H: 110mm
Opening inner diameter φ1: 90mm
Bottom outside diameter φ2: 70mm
Upper part thickness T1: 1.5mm
Body center thickness T2: 1.7 mm
Lower body thickness T3: 2.7 mm
Bottom thickness T4: 1.7mm
Flange thickness T5: 3mm
[0066]
<Paper making of inner layer and outer layer>
A papermaking section made of silicone rubber corresponding to the inner layer (pulp molded body) and the outer layer (fiber molded body) of the multilayer molded body and a nylon net (50 mesh, wire diameter 100 μm) covering the papermaking section. The mold was immersed in a slurry having the following composition, and an inner layer and an outer layer were formed from the slurry by suction.
Slurry for inner layer;
Pulp slurry concentration: 0.5% by weight
Crosslinked pulp: “HBA-LF” manufactured by Waferuser, USA, 20% by weight
Mercerized pulp: "Prosanier-J-HP" manufactured by Rayonier) 50% by weight
Long fiber pulp: NBKP (CSF500ml) 30% by weight
Bulking agent: “KB115” manufactured by Kao Corporation, pulp component weight ratio 5%
Dispersant: polyethylene oxide, pulp component weight ratio 0.05%
Sizing agent: “AS262” manufactured by PMC Japan, 1% by weight of pulp component
Dispersion medium: water
Slurry for outer layer;
Fiber slurry concentration: 0.5% by weight
Pulp fiber: Senibula (LBKP): Hinton (NBKP) = 70:30 (weight ratio), adjusted to a freeness of 400 ml
Sizing agent: “AS262” manufactured by PMC Japan, weight ratio to pulp fiber 1%
Dispersion medium: water
[0067]
<Drying of outer layer>
The fiber mold obtained by dehydrating and molding the male mold was put together in a female mold for drying, and dried and molded under the following conditions.
Mold temperature: female mold 130 ℃
Drying time: 2 minutes
Pressing force: 6000N
[0068]
<Coalescence, dry molding>
After the pulp molded article serving as the inner layer was overlaid on the outer layer and combined, the two layers were combined under the following conditions, and dried and formed under the following conditions.
Mold temperature: male mold 170 ° C, female mold 170 ° C
Drying time: 90 seconds
Pressing force: 6000N
[0069]
(Evaluation of paper formability of inner layer)
The papermaking properties of the obtained pulp molded article (inner layer) were evaluated in three stages as described below.
○: Pulp of the body is uniform and there is no uneven thickness
Δ: Slightly thin part generated on trunk
×: A thin part was generated in the trunk due to unevenness in papermaking.
[0070]
(Evaluation of molded body)
The steps for stacking and the flange portion of the obtained multilayer molded body were evaluated as follows.
Step for stack;
The obtained multilayer molded bodies were stacked, and the state of the stack step when a load of 4 kgf was applied was confirmed.
○: No collapse at the stack step
△: The step for the stack is slightly crushed
×: Collapse occurred
Flange part;
The shape transferability of the flange portion was visually confirmed, and evaluated by the following three steps.
：: The shape of the mold was transferred and the surface properties were good.
△: Some irregularities on the surface
×: Traces of papermaking net on surface
[0071]
[Evaluation of thermal insulation properties]
Hot water of 95 to 100 ° C. was poured into the multilayer molded body, and three minutes later, it was intuitively judged whether or not it could be gripped by hand.
◎: Slightly warm level
○: Level that feels warm
△: Level that feels slightly hot but can be gripped
×: A level that feels hot and cannot be gripped
[0072]
[Examples 2 and 3]
A multilayer molded article was produced in the same manner as in Example 1, except that the pulp component of the pulp molded article as the inner layer was changed as shown in Table 1.
[0073]
[Comparative Examples 1 and 2]
A multilayer molded article was produced in the same manner as in Example 1, except that the pulp component of the pulp molded article as the inner layer was changed as shown in Table 1.
[0074]
[Table 1]
[0075]
As shown in Table 1, the multilayer molded body produced by the examples has sufficient inner formability, the strength of the stack step, the moldability of the flange portion, and the heat insulation properties, all of which are practically suitable as a heat insulating container. Was something. On the other hand, the multilayer molded article obtained by the comparative example has some performances equivalent to those of the example, but does not have practical suitability as a heat insulating container.
[0076]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in heat insulation, the pulp mold molded object which the surface was formed smooth, and the multilayer molded object using this are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view schematically showing one embodiment in which a multilayer molded article of the present invention is applied to a heat insulating container.
FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically showing a manufacturing process of the multilayer molded body, wherein FIG. 2A is a diagram showing a papermaking process of a pulp molded body, and FIG. (C) is a diagram showing a dehydration / dry molding process of the fiber molded product, (d) is a diagram showing a coalescence process of the pulp molded product and the fiber molded product, and (e) is a diagram showing a dry molding process of the multilayer molded product. is there.
[Explanation of symbols]
1 multilayer molded body
10 Flange
11, 12 steps
2 Pulp molded product
3 fiber molding
