JP2023108431A - パルプモールド成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面性状に優れ、高い美粧性及び印刷性を有するパルプモールド成形品を提供する。【解決手段】 本発明の実施形態に係るパルプモールド成形品は、入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上である領域を表面に有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、パルプモールド成形品に関する。

近年、廃棄物の増加等に関連した環境問題が多発している。これに鑑み、トイレタリー製品、飲料及び食品などの収納には、プラスチック容器や金属容器に代わり、紙製容器が使用されつつある。例えば、牛乳容器等の液体用紙製容器としては、紙の両面にポリエチレン樹脂をコートした板紙からなり、上部が切妻屋根型を有する容器、所謂、ゲーブルトップ紙容器がある。そのような紙製容器は、省資源や省エネルギーに貢献するものであるのに加え、廃棄に際してもリサイクルや焼却し易いなど環境保全に貢献するものである。それ故、紙製容器は、様々な分野で普及している。

しかしながら、上記のような紙製容器は、板紙を折り曲げ、貼り合わせて成形されるものであることから、製造工程が複雑であり、製造コストが嵩む。また、上記のような紙製容器は、その形状の自由度が低いため、容器の形状に基づく商品の訴求力を充分に発揮できないなどの問題があった。

紙製容器の形状の自由度を高める手段の１つとして、パルプと水とを含んだスラリーから成形品を製造するパルプモールドがある。パルプモールドでは、一般的に、スラリー中のパルプを抄型上に堆積させてパルプ層を形成し、このパルプ層を脱水し、その後、これを炉内で乾燥させる。この技術によって得られる成形品、即ち、パルプモールド成形品は、紙系包装材の物性面での特徴である、耐熱性、耐寒性及び吸放湿性等に優れており、食品用の紙製トレー容器や果物などの固定緩衝材等として広く使用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－２８５１８８号公報

一般に、パルプモールド成形品は、表面に高低差が大きな凹凸を有している。そのようなパルプモールド成形品は、外観上の美粧性が求められる容器には不向きであり、また、印刷層やコーティング層の形成が困難である。

本発明は、表面性状に優れ、高い美粧性及び印刷性を有するパルプモールド成形品を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によると、入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上である領域を表面に有するパルプモールド成形品が提供される。

本発明によれば、表面性状に優れ、高い美粧性及び印刷性を有するパルプモールド成形品を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品を示す斜視図。 図１のパルプモールド成形品の製造に利用可能な製造装置の一例を概略的に示す図。 図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層形成工程を示す図。 抄型上に形成されたパルプ層の一例を概略的に示す断面図。 図２の装置を用いたパルプモールド成形における脱水工程を示す図。 図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層の搬送工程を示す図。 図２の装置を用いたパルプモールド成形における熱プレス形成工程を示す図。 熱プレス工程によって得られるパルプモールド成形品の一例を概略的に示す断面図。 図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプモールド成形品の搬送工程を示す図。 図９の搬送工程を完了した状態を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜１＞パルプモールド成形品
図１は、本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品を示す斜視図である。
図１に示すパルプモールド成形品ＭＰ２は、開口部を有し、開口部から離れる方向へ先細りしている。このパルプモールド成形品ＭＰ２は、容器である。このパルプモールド成形品ＭＰ２は、底部と側壁部とを含んでおり、上部で開口している。

底部は、円盤形状を有している。底部は、容器の深さ方向に対して垂直な平面への正射影が、円以外の形状を、例えば、四角形状などの多角形状を有していてもよい。

側壁部は、底部の縁から上方へ伸びた筒形状を有している。側壁部は、底部から開口部へ向けて拡径している。側壁部の内面及び外面は、底部の上面に対して垂直であってもよい。但し、側壁部が底部から開口部へ向けて拡径しているパルプモールド成形品ＭＰ２は、高い離型性を実現するうえで有利であるとともに、積み重ね易い。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、カップ形状、ボウル形状、トレー形状、及び箱形状などの様々な形状を有し得る。パルプモールド成形品ＭＰ２は、立体成形品、即ち、シートのように二次元形状を有するものではなく、三次元形状を有する成形品であれば、容器でなくてもよい。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上である領域を表面に有する。後述するパルプモールド成形品ＭＰ２の製造方法によると、表面にこのような正反射強度を有する領域を含んだパルプモールド成形品ＭＰ２が得られる。このような正反射強度を有するパルプモールド成形品は、凹凸が少なく光沢度の高い表面性状を有し、美粧性及び印刷性に優れる。

正反射強度は７．５％以上であることが好ましい。正反射強度の上限値は特に設定されるものではないが、一例によれば３０％以下であってよい。パルプモールド成形品ＭＰ２は、表面の全体が上記正反射強度を有していてもよく、表面の一部の領域のみが上記正反射強度を有していてもよい。

ここで、正反射強度は、パルプモールド成形品ＭＰ２の表面に対して、ＪＩＳ Ｐ８１４２：２００５「紙及び板紙－７５度鏡面光沢度の測定方法」で規定される方法によって得られる値である。

パルプモールド成形品ＭＰ２において、パルプに占める繊維長が１ｍｍ以下であるものの割合は、３５乃至５５％の範囲内にあることが好ましい。この割合は、４０乃至５０％の範囲内にあることがより好ましい。この割合を大きくすると、パルプモールド成形品ＭＰ２の密度を高くすることが容易になり、また、その強度が高くなる。パルプモールド成形品ＭＰ２において、密度及び強度は上述した正反射強度の調整において密接な関連性を有する。密度及び強度が高いと上述した正反射強度を有するパルプモールド成形品ＭＰ２を得ることが容易となり、美粧性及び印刷性に優れたパルプモールド成形品ＭＰ２を得ることが可能となる。但し、この割合を過剰に大きくすると、その製造時の乾燥を短時間で完了することが難しくなるか、又は、乾燥不良に起因した亀裂や離型性の低下を生じ易くなる。

ここで、パルプに占める繊維長が１ｍｍ以下であるものの割合は、パルプの全繊維数（本）に占める、繊維長が１ｍｍ以下である繊維の数（本）の割合である。この割合は、以下の方法によって得る。

先ず、パルプモールド成形品ＭＰ２から、５ｇの試験片を取得する。次に、この試験片を細かく千切り、５００ｍＬの水に一晩浸漬させる。次いで、これを撹拌機で撹拌して、パルプを互いから離解させる。このようにして、パルプを含んだ分散液を得る。次に、この分散液から１０ｇを採取し、これを水で希釈する。この希釈は、合計質量が２００ｇとなるように行う。

このようにして得られた試料を使用して、ＪＩＳ Ｐ８２２６－２：２０１１「パルプ－光学的自動分析法による繊維長測定方法－第２部：非偏光法」に従って繊維長測定を行う。この繊維長測定によって得られる繊維長の頻度分布から、パルプに占める繊維長が１ｍｍ以下であるものの割合を求める。

パルプモールド成形品ＭＰ２において、パルプの平均繊維長は、１．７ｍｍ未満であることが好ましく、０．５ｍｍ乃至１．６ｍｍの範囲内にあることがより好ましく、０．６ｍｍ乃至１．５ｍｍの範囲内にあることが更に好ましい。平均繊維長を大きくすると、パルプモールド成形品ＭＰ２の密度及び強度が低下し、上述した正反射強度の調整が困難となる。平均繊維長を小さくすると、その製造時における乾燥により長い時間が必要になる。

パルプモールド成形品ＭＰ２が含んでいるパルプを水に分散させてなるパルプ懸濁液は、カナダ標準ろ水度（ＣＳＦ）が７００ｍＬ以下であることが好ましく、６８０ｍＬ以下であることがより好ましい。このカナダ標準ろ水度が大きい場合、パルプモールド成形品ＭＰ２は強度が低い傾向にある。

上記のカナダ標準ろ水度は、５００ｍＬ以上であることが好ましく、５５０ｍＬ以上であることがより好ましい。このカナダ標準ろ水度が小さい場合、パルプモールド成形品ＭＰ２は、その製造時における乾燥に長い時間を要する傾向にある。

ここで、上記のカナダ標準ろ水度は、以下の方法によって得られる値である。先ず、パルプモールド成形品ＭＰ２から試験片を取得し、上記と同様の方法により、パルプを含んだ分散液を得る。次に、この分散液を、固形分濃度が０．３質量％となるように水で希釈して、パルプの水懸濁液を得る。次いで、この懸濁液１Ｌを使用して、ＪＩＳ Ｐ８１２１－２：２０１２「パルプ－ろ水度試験方法－第２部：カナダ標準ろ水度法」に規定された測定を行う。この測定には、例えば、熊谷理機工業社製のカナディアンフリーテスターを使用する。また、測定値は、予め測定しておいた懸濁液の温度を補正表へ参照することにより補正する。このようにして、カナダ標準ろ水度を得る。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましく、０．５２ｇ／ｃｍ^３以上であることがより好ましい。なお、パルプモールド成形品ＭＰ２の密度の上限値は特に設定されるものではないが、一例によれば、１．２ｇ／ｃｍ^３以下であってよい。

ここで、上記の密度は、以下の方法によって得られる値である。即ち、パルプモールド成形品ＭＰ２のうち表面が湾曲していない部分から、正方形または長方形の試験片を切り出し、寸法、質量、及び厚さを計測する。得られた値から密度を算出する。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、比引張強さが１５Ｎ・ｍ／ｇ以上であることが好ましく、１６Ｎ・ｍ／ｇ以上であることがより好ましい。なお、パルプモールド成形品ＭＰ２の比引張強さの上限値は特に設定されるものではないが、一例によれば、２８Ｎ・ｍ／ｇ以下であってよい。

ここで、上記の比引張強さは、以下の方法によって得られる値である。先ず、パルプモールド成形品ＭＰ２のうち表面が湾曲していない部分から、幅が１０ｍｍであり、長さが１００ｍｍの短冊形状を有している試験片を切り出す。次に、この試験片の厚さ及び質量を測定する。次いで、この試験片を使用して、ＪＩＳ Ｐ８１１３：２００６「紙及び板紙－引張特性の試験方法－第２部：定速伸張法」に規定された測定を行う。ここでは、掴み具の間隔が５０ｍｍとなるように短冊を掴む。また、それら掴み具の移動速度、即ち、試験片の伸長速度は２０ｍｍ／分とする。比引張強さは、３回の測定によって得られた値の平均値とする。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、層間剥離強度が８Ｎ以上であることが好ましく、９Ｎ以上であることがより好ましい。なお、パルプモールド成形品ＭＰ２の層間剥離強度の上限値は特に設定されるものではないが、一例によれば、３０Ｎ以下であってよい。

ここで、上記の層間剥離強度は、以下の方法によって得られる値である。先ず、パルプモールド成形品ＭＰ２から、直径が１２ｍｍの円盤形状を有している試験片を切り出す。次に、この試験片を、両面粘着テープで試験片に固定する。両面粘着テープとしては、例えば、ニチバン社製のナイスタック（登録商標）ＮＷ－Ｐ１５を使用する。加圧面が直径１３ｍｍの円形状を有する圧子を準備し、その加圧面に、直径が１０ｍｍの円形状に切り出した両面粘着テープを、それらの中心が一致するように貼り付ける。そして、試験片と加圧面とを、それらの中心が一致するように向かい合わせ、圧子を試験片へ向けて２ｍｍ／分の速度で降下させる。加圧面上の両面粘着テープが試験片と接触した後、荷重を高める。荷重が１０Ｎに達した時点で、圧子の降下を停止し、この状態に２０秒間保持する。その後、１０ｍｍ／分の速度で圧子を上昇させて、試験片の層間剥離を生じさせ、その際の最大荷重を得る。層間剥離強度は、３回の測定によって得られた最大荷重の平均値とする。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、算術平均粗さＲａが２００μｍ以下である領域を表面に有することが好ましく、Ｒａは１９０μｍ以下であることがより好ましい。なお、パルプモールド成形品ＭＰ２の算術平均粗さＲａの下限値は特に設定されるものではないが、一例によれば、１０μｍ以上であってよい。パルプモールド成形品ＭＰ２において、算術平均粗さＲａは上述した正反射強度の調整において密接な関連性を有する。算術平均粗さＲａが低いと上述した正反射強度を有するパルプモールド成形品ＭＰ２を得ることが容易となり、美粧性及び印刷性に優れたパルプモールド成形品ＭＰ２を得ることが可能となる。

ここで、「算術平均粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３で規定される表面性状パラメータである。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、壁部の厚さ、ここでは、底部及び側壁部の厚さ（以下において、単に「厚さ」ともいう。）が、例えば１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍ以下であることがより好ましい。厚いパルプモールド成形品ＭＰ２は、特に積み重ねた場合に嵩張る。また、パルプモールド成形品ＭＰ２の壁部を薄くすることは、その製造時の乾燥を短時間で完了可能とするうえで有利である。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、厚さが０．６ｍｍ以上であることが好ましく、０．６５ｍｍ以上であることがより好ましい。壁部が薄いパルプモールド成形品ＭＰ２は、壁部の厚さにばらつきを生じ易い。

ここで、パルプモールド成形品ＭＰ２の厚さは、以下の方法によって得られる値である。即ち、パルプモールド成形品ＭＰ２の任意の位置から５つの試験片を切り出す。次いで、各試験片について、厚さを測定する。厚さの測定には、例えば、ミツトヨ社製のシックネスゲージを使用する。パルプモールド成形品ＭＰ２の厚さは、５つの試験片について得られた測定結果の平均値とする。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、ポリアクリルアミドなどの紙力増強剤を更に含むことができる。紙力増強剤を使用すると、パルプモールド成形品ＭＰ２の強度を高めることができる。

紙力増強剤を使用して製造したパルプモールド成形品ＭＰ２は、紙力増強剤を使用せずに製造したパルプモールド成形品ＭＰ２と比較して、窒素含有率が多い。紙力増強剤を使用して製造したパルプモールド成形品ＭＰ２の窒素含有率は、一例によれば３００μｇ／ｇ以上であり、他の例によれば５００μｇ／ｇ以上である。なお、パルプモールド成形品ＭＰ２の窒素含有率の上限値は設定されるものではないが、一例によれば、１０００μｇ／ｇ以下であってよい。

パルプモールド成形品ＭＰ２の窒素含有率は、以下の方法によって得る。先ず、パルプモールド成形品ＭＰ２の任意の位置から２つの試験片を採取する。各試験片の質量は１０ｍｇとする。次に、各試験片について、ＪＩＳ Ｋ２６０９：１９９８「原油及び石油製品－窒素分析試験法」において規定される化学発光法による測定を行う。この測定には、例えば、日東精工エアナリテック社製のＴＮ－２１００Ｈを使用することができる。窒素含有率は、２つの試験片について得られた測定結果の平均値とする。なお、上述したパルプモールド成形品ＭＰ２は、紙力増強剤を省略しても高い強度を維持することができる。

＜２＞パルプモールド成形品の製造装置
次に、パルプモールド成形品ＭＰ２の製造に利用可能な製造装置について説明する。
図２は、図１のパルプモールド成形品の製造に利用可能な製造装置の一例を概略的に示す図である。

図２に示す製造装置１は、支持体１０と、第１ステーション２０と、第２ステーション３０と、第３ステーション４０とを含んでいる。

支持体１０は、枠体と、その上部に設置されたレールとを含んでいる。

第１ステーション２０は、容器２１０と、昇降装置２２０と、カバー体２３０と、抄型２４０と、移動装置２５０と、昇降装置２６０と、上型２７０とを含んでいる。

容器２１０は、支持体１０の枠体内に設置されている。容器２１０は、上部で開口している。容器２１０は、パルプと水とを含んだスラリーＳを収容している。

昇降装置２２０は、容器２１０よりも上方で、支持体１０の枠体に取り付けられている。昇降装置２２０は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置２２０は、カバー体２３０を支持している。昇降装置２２０は、カバー体２３０を、容器２１０の開口部の位置で昇降させ得る。

カバー体２３０は、上部に開口部を有する中空体である。カバー体２３０には、図示しないポンプが接続されている。

抄型２４０は、カバー体２３０の開口部に固定されている。具体的には、抄型２４０は、その一方の面と隣接した空間が、抄型２４０とカバー体２３０とによって囲まれるように、カバー体２３０の開口部に固定されている。

抄型２４０は、液体透過性を有する型である。抄型２４０は、立体形状を有している。即ち、抄型２４０は、パルプが堆積する面に、１以上の凸部及び／又は１以上の凹部を有している。具体的には、抄型２４０の外面、即ち、上記空間と隣接した面の裏面は、パルプモールド成形品に対応した形状を有している。ここでは、抄型２４０は、上面が突き出た雄型である。

抄型２４０は、例えば、多数の貫通孔が設けられ、外面がパルプモールド成形品に対応した形状を有している抄型本体と、抄型本体の外面上に、この外面に沿うように設けられた網体とを含んでいる。

移動装置２５０は、支持体１０のレールに沿って、第１ステーション２０と第２ステーション３０との間で移動可能である。移動装置２５０は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置２５０には、昇降装置２６０が取り付けられており、これを第１ステーション２０と第２ステーション３０との間で移送し得る。

昇降装置２６０は、上記の通り、移動装置２５０に取り付けられている。昇降装置２６０は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置２６０は、上型２７０を支持している。昇降装置２６０は、上型２７０を昇降させ得る。

上型２７０は、抄型２４０との間に後述するパルプ層を挟み、パルプ層を真空吸着式で保持する保持具である。上型２７０の下面は、抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、上型２７０は、下面が凹んだ雌型である。上型２７０は、例えば、一端が下面で開口し、他端がポンプに接続された多数の貫通孔を有している。

第２ステーション３０は、第１ステーション２０の近傍に設けられている。第２ステーション３０は、台３１０と、下型３２０と、移動装置３３０と、プレス装置３４０と、上型３５０とを含んでいる。

台３１０は、支持体１０の枠体内に設置されている。台３１０上には、下型３２０が設置されている。

下型３２０は、気体及び／又は液体透過性を有する型である。下型３２０は、上面が抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、下型３２０は、上面が突き出た雄型である。下型３２０は、例えば、多数の貫通孔を有し、抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している面が滑らかである。

移動装置３３０は、支持体１０のレールに沿って、第２ステーション３０と図示しない第４ステーションとの間で移動可能である。移動装置３３０は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置３３０は、第２ステーション３０に位置している場合には、ロック機構により、上下、左右及び前後方向の移動が規制され得る。また、移動装置３３０には、プレス装置３４０が取り付けられており、これを第２ステーション３０と第４ステーションとの間で移送し得る。

プレス装置３４０は、上記の通り、移動装置３３０に取り付けられている。プレス装置３４０は、例えば、油圧シリンダを含む。プレス装置３４０は、上型３５０を支持している。プレス装置３４０は、上型３５０を昇降させ得る。

上型３５０は、気体透過性及び液体透過性を有していない型である。上型３５０の下面は、抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、上型３５０は、下面が凹んだ雌型である。上型３５０は、抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している面が滑らかである。

第２ステーション３０は、ヒータ及びポンプを更に含んでいる（何れも図示せず）。ヒータは、下型３２０及び上型３５０の少なくとも一方を加熱する。ポンプは、下型３２０の下部空間に接続されている。

第３ステーション４０は、第２ステーション３０の近傍に設けられている。第３ステーション４０は、台４１０と、移動装置４２０と、昇降装置４３０と、保持具４４０とを含んでいる。

台４１０は、支持体１０の枠体内に設置されている。台４１０上には、パルプモールド成形品が配置される。

移動装置４２０は、支持体１０のレールに沿って、第２ステーション３０と第３ステーション４０との間で移動可能である。移動装置４２０は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置４２０には、昇降装置４３０が取り付けられており、これを第２ステーション３０と第３ステーション４０との間で移送し得る。

昇降装置４３０は、上記の通り、移動装置４２０に取り付けられている。昇降装置４３０は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置４３０は、保持具４４０を支持している。昇降装置４３０は、保持具４４０を昇降させ得る。

保持具４４０は、後述するパルプモールド成形品を真空吸着式で保持する保持具である。保持具４４０の下面は、抄型２４０の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、保持具４４０は、下面が凹んだ形状を有している。保持具４４０は、例えば、一端が下面で開口し、他端がポンプに接続された多数の貫通孔を有している。

＜３＞パルプモールド成形品の製造方法
本発明の一実施形態に係る製造方法では、例えば、上記の製造装置１を用いてパルプモールド成形品ＭＰ２を製造する。これについて、図１乃至図１０を参照しながら説明する。

図３は、図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層形成工程を示す図である。図４は、抄型上に形成されたパルプ層の一例を概略的に示す断面図である。図５は、図２の装置を用いたパルプモールド成形における脱水工程を示す図である。図６は、図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層の搬送工程を示す図である。図７は、図２の装置を用いたパルプモールド成形における熱プレス形成工程を示す図である。図８は、熱プレス工程によって得られるパルプモールド成形品の一例を概略的に示す断面図である。図９は、図２の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプモールド成形品の搬送工程を示す図である。図１０は、図９の搬送工程を完了した状態を示す図である。

この方法では、先ず、スラリーＳを準備する。
スラリーＳは、上記の通り、パルプと水とを含んでいる。スラリーＳは、パルプが水に分散され、高い粘度を有する懸濁液である。

スラリーＳが含んでいるパルプは、パルプモールド成形品ＭＰ２が含んでいるパルプについて上述したのとほぼ同様の特徴を有している。

スラリーＳに使用するパルプの種類に、特に制限はない。パルプとしては、化学パルプを使用することが好ましい。パルプとしては、例えば、製紙において原料パルプとして通常に使用される、針葉樹の晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）又は未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）及び広葉樹の晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）又は未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）等の木材パルプや、ワラ、木綿、ケナフ、竹及びサトウキビ等の非木材パルプを、単独で又は２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。

パルプは、その原料や製造方法に応じて、繊維長等が異なっている。例えば、一般に、サトウキビを原料とするパルプは、竹を原料とするパルプと比較して、平均繊維長が短い。また、パルプの平均繊維長は、任意の手法により、例えば、叩解や粉砕などの機械的な処理により調節することができる。従って、或る特徴を有しているパルプは、例えば、複数種のパルプの中から適当なものを選択すること、又は、２種以上のパルプを適宜組み合わせることにより得ることができる。

スラリーＳのパルプ含有率は、０．１乃至０．３質量％の範囲内にあることが好ましく、０．１５乃至０．２８質量％の範囲内にあることがより好ましい。パルプ含有率が小さいと、高い生産性を達成することが難しい。パルプ含有率が大きいと、パルプ層の厚さのばらつきが大きくなる可能性がある。

スラリーＳは、添加剤を更に含むことができる。添加剤としては、有機系低分子材料、有機系高分子材料、無機系材料、又はそれらの組み合わせを使用することができ、例えば耐水性や耐油性を付与する薬剤などが挙げられるが、パルプモールド容器としての要求性能に応じた薬剤を選定すればよい。パルプと添加剤との合計に占める添加剤の割合は、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。即ち、スラリーＳが含む全固形分に占めるパルプの割合は、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。

次に、スラリーＳを容器２１０内へ供給する。次いで、図３に示すように、昇降装置２２０によりカバー体２３０を下降させて、抄型２４０の上面をスラリーＳの液面よりも十分に下方へ位置させる。この状態でポンプを駆動して、カバー体２３０と抄型２４０とによって囲まれた空間を減圧する。これにより、抄型２４０を横切るスラリーＳの流れを生じさせ、抄型２４０上にパルプを堆積させる。以上のようにして、図４に示すように、抄型２４０上にパルプ層ＭＰ１を形成する。

次に、ポンプを駆動したまま、図５に示すように、昇降装置２２０によりカバー体２３０を上昇させて、抄型２４０の下部をスラリーＳの液面よりも十分に上方へ位置させる。これにより、パルプ層ＭＰ１を減圧脱水する。次に、昇降装置２６０を駆動して、上型２７０を、その下面がパルプ層ＭＰ１に接触するまで下降させる。なお、図５には、パルプ層ＭＰ１は描いていない。この脱水工程は、上型２７０及び抄型２４０の何れも加熱することなしに行う。

脱水工程における減圧時間は、３秒乃至７秒の範囲内にあることが好ましく、３．５秒乃至６．５秒の範囲内にあることがより好ましい。

脱水直後のパルプ層ＭＰ１の水分含有率は、６６質量％乃至７３質量％の範囲内にあることが好ましく、６７質量％乃至７２質量％の範囲内にあることがより好ましい。水分含有率が小さいと、熱プレス工程において、パルプ層内での面内方向への繊維の移動が不十分となる可能性がある。水分含有率が大きいと、熱プレス工程において、パルプ層内での面内方向への繊維の移動が過剰となるか、又は、脱水工程を終了してから熱プレス工程を開始するまでの期間内において、パルプ層ＭＰ１の形状保持性が不十分となる可能性がある。

上記空間の減圧及び上記の加圧を停止した後、ポンプを駆動して、上型２７０にパルプ層ＭＰ１を吸着保持させる。なお、ポンプと上型２７０とによる吸引は、パルプ層ＭＰ１の更なる脱水を生じさせるものではない。

次いで、上型２７０にパルプ層ＭＰ１を吸着保持させた状態で昇降装置２６０を駆動して、図２に示すように、上型２７０を上昇させる。これにより、パルプ層ＭＰ１を抄型２４０から剥離する。

次に、移動装置２５０及び３３０を駆動して、図６に示すように、プレス装置３４０及び上型３５０を第２ステーション３０から第４ステーションへ移動させるとともに、昇降装置２６０及び上型２７０を第１ステーション２０から第２ステーション３０へ移動させる。続いて、昇降装置２６０を駆動して、パルプ層ＭＰ１が下型３２０と接触するまで上型２７０を下降させる。その後、ポンプと上型２７０とによる吸引を停止して、上型２７０からパルプ層ＭＰ１を解放する。次いで、昇降装置２６０を駆動して、上型２７０を上昇させる。このようにして、パルプ層ＭＰ１を第１ステーション２０から第２ステーション３０へ移送するとともに、パルプ層ＭＰ１を下型３２０上に載置する。

次に、移動装置２５０及び３３０を駆動して、図２に示すように、昇降装置２６０及び上型２７０を第２ステーション３０から第１ステーション２０へ移動させるとともに、プレス装置３４０及び上型３５０を第４ステーションから第２ステーション３０へ移動させる。続いて、プレス装置３４０を駆動して、図７に示すように上型３５０を下降させる。そして、上型３５０と下型３２０とによって、それらの間に挟まれたパルプ層ＭＰ１を加圧する。また、これとともに、ヒータを駆動してパルプ層ＭＰ１を加熱する。更に、これとともに、ポンプを駆動して、上型３５０と下型３２０とによって挟まれた空間から水及び／又は水蒸気を吸引除去する。これにより、パルプ層ＭＰ１の表面形状を整えるとともに、パルプ層ＭＰ１を緻密化及び乾燥させる。以上のようにして、図８に示すパルプモールド成形品ＭＰ２を得る。

なお、この熱プレス工程を開始する直前におけるパルプ層ＭＰ１の水分含有率は、脱水工程を終了した直後におけるパルプ層ＭＰ１の水分含有率とほぼ等しい。

この熱プレス工程において、プレス圧は、０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、０．２ＭＰａ以上であることがより好ましい。プレス圧が低いと、高密度なパルプモールド成形品ＭＰ２が得られない可能性がある。プレス圧は、２ＭＰａ以下であることが好ましく、１．８ＭＰａ以下であることがより好ましい。パルプ層ＭＰ１が繊維長が短いパルプを多く含んでいる場合、そのようなパルプは、特にプレス圧が過剰に高い場合に、パルプ層ＭＰ１内での移動を生じ易い。従って、プレス圧が過剰に高いと、パルプモールド成形品ＭＰ２の厚さにばらつきを生じ易い。

この熱プレス工程において、パルプ層ＭＰ１の加熱温度、即ち、ヒータによって加熱する上型３５０又は下型３２０の温度は、１００℃乃至２００℃の範囲内にあることが好ましく、１１０℃乃至１９０℃の範囲内にあることがより好ましい。パルプ層ＭＰ１が繊維長が短いパルプを多く含んでいる場合、水蒸気が外部へ逃げ難い。それ故、加熱温度が低いと、パルプ層ＭＰ１の乾燥に長時間を要する。加熱温度を高くすると、乾燥に伴うパルプ層ＭＰ１の収縮がより大きくなり、その結果、パルプモールド成形品ＭＰ２における歪がより大きくなる可能性がある。

熱プレス工程におけるプレス時間は、加熱温度や成形品の形状等にもよるが、７０秒乃至１２０秒の範囲内にあることが好ましく、７５秒乃至１１０秒の範囲内にあることがより好ましい。

上記の熱プレス工程を終了するに当たり、上型３５０が上昇するようにプレス装置３４０を駆動すると、パルプモールド成形品ＭＰ２は上型３５０から剥離する。

次に、移動装置３３０及び４２０を駆動して、図９に示すように、プレス装置３４０及び上型３５０を第２ステーション３０から第４ステーションへ移動させるとともに、昇降装置４３０及び保持具４４０を第３ステーション４０から第２ステーション３０へ移動させる。続いて、昇降装置４３０を駆動して、保持具４４０がパルプモールド成形品ＭＰ２と接触するまで保持具４４０を下降させる。下型３２０内部からエアーを噴出させてパルプモールド成型品ＭＰ２を下型３２０から離型させ、その後、ポンプを駆動して、保持具４４０にパルプモールド成形品ＭＰ２を吸着保持させる。

次いで、保持具４４０にパルプモールド成形品ＭＰ２を吸着保持させた状態で昇降装置４３０を駆動して、保持具４４０を上昇させる。続いて、移動装置３３０及び４２０を駆動して、図１０に示すように、昇降装置４３０及び保持具４４０を第２ステーション３０から第３ステーション４０へ移動させるとともに、プレス装置３４０及び上型３５０を第４ステーションから第２ステーション３０へ移動させる。続いて、ポンプと保持具４４０とによる吸引を停止して、保持具４４０からパルプモールド成形品ＭＰ２を解放する。このようにして、パルプモールド成形品ＭＰ２を第２ステーション３０から第３ステーション４０へ移送するとともに、パルプモールド成形品ＭＰ２を台４１０上に載置する。
以上のようにして、パルプモールド成形品ＭＰ２を製造する。

その後、必要に応じて、パルプモールド成形品ＭＰ２に対して、後処理、例えば、絵柄印刷及び無地印刷等の印刷、コーティング、又はそれらの組み合わせを行う。後処理によって形成するコーティング層は、例えば、耐水性や耐油性を付与する薬剤を含んだ層、断熱性を付与する材料が充填された層、発泡剤によって発泡させた層、又はそれらの組み合わせである。後処理を行うことにより、例えば、パルプモールド成形品ＭＰ２の美粧性を更に高めることや、パルプモールド成形品ＭＰ２に新たな機能を付与することができる。

上記の方法によると、高い密度を有し且つ密度のばらつきが小さく、緻密なパルプモールド成形品ＭＰ２を製造できる。このようなパルプモールド成形品ＭＰ２は、厚さが小さい場合であっても、高い強度を有している。具体的には、このようなパルプモールド成形品ＭＰ２は、高い比引張強さ及び高い引張弾性率を有している。

上記の方法により得られる緻密で強度の高いパルプモールド成形品ＭＰ２は、表面性状に優れ、正反射強度が高く光沢性に優れている。この理由について、以下に説明する。

熱プレス工程の代わりに、オーブンを使用した乾燥を行った場合、パルプ層には、その収縮によって、表面に高低差が大きな凹凸を生じる。また、このような方法では、パルプ層は十分に緻密化されず、それ故、パルプモールド成形品は高い多孔度を有する。従って、この場合、表面性状に優れたパルプモールド成形品を製造することはできない。

また、このような高い多孔度を有するパルプモールド成形品では、高い強度を達成するために坪量を増やす必要がある。しかしながら、坪量を増やした場合、質量及び厚さの増加が問題となる。

また、脱水工程後に、オーブンを使用した乾燥を行い、この乾燥品を必要に応じて加湿して、これを熱プレス処理に供した場合、乾燥に伴って表面に生じた凹凸の高低差は、その後の加湿及び熱プレス処理によって小さくすることができる。また、加湿及び熱プレス処理によって、多孔度を小さくすることができる。しかしながら、オーブンを使用した乾燥に伴って表面に生じる凹凸の高低差は非常に大きいため、その後の加湿及び熱プレス処理によって十分に小さくすることはできない。また、乾燥後に加湿及び熱プレス処理を行っても、多孔度を十分に低下させることは難しい。

図２乃至図１０を参照しながら説明した方法では、熱プレス工程において、パルプ層ＭＰ１を乾燥させる。即ち、上記の方法では、脱水工程後に、乾燥工程を経ることなしに、熱プレス工程を実施する。

熱プレス工程前に乾燥工程を行わないので、パルプ層ＭＰ１の表面に、高低差が大きな凹凸を生じることはない。熱プレス工程では、乾燥に伴うパルプ層ＭＰ１の変形を、上型３５０及び下型３２０が防止する。また、熱プレス工程は、水分含有率が高いパルプ層ＭＰ１に対して行うので、パルプ層ＭＰ１内での面内方向への繊維の移動が適度に生じ得る。厚さのばらつきを生じることなしに、パルプ層ＭＰ１を緻密化することができる。

従って、図２乃至図１０を参照しながら説明した方法によると、多孔度が低く且つ算術平均粗さＲａが小さいパルプモールド成形品ＭＰ２を製造することができる。例えば、算術平均粗さＲａについては、２００μｍ以下である領域を含んだパルプモールド成形品ＭＰ２が得られる。このように上記の方法によれば、表面粗さＲａを小さく調整することが容易で、入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上の領域を有するパルプモールド成形品を実現することができる。このように表面の正反射強度が７％以上であると、高光沢で平滑な表面性状が得られる。このような表面性状を有するパルプモールド成形品は、美粧性に優れるとともに、印刷性及びコーティング性に優れる。

パルプモールド成形品ＭＰ２は、表面の全体が上記の表面性状を有していてもよく、表面の一部の領域のみが上記の表面性状を有していてもよい。例えば、印刷等の後処理を行う部分を含む領域のみが上記の表面性状を有し、他の領域は上記の表面性状を有していなくてもよい。或いは、パルプモールド成形品ＭＰ２の一方の面が上記の表面性状を有し、その裏面は上記の表面性状を有していなくてもよい。そのような構造は、例えば、上型３５０及び下型３２０のパルプ層ＭＰ１と接する面の一部の領域と他の領域とで表面性状を異ならしめることにより実現することができる。

また、パルプモールド成形品ＭＰ２は、壁部の厚さが小さい場合であっても、高い強度を有しているため、軽量化可能であり、積み重ねた場合の高さも小さい。それ故、パルプモールド成形品ＭＰ２は、高い輸送効率を達成し得る。

ところで、パルプモールド成形品の製造方法として、金型と中子とを用いた方法がある。しかしながら、以下に説明するように、そのような方法では、大きな正反射強度を達成することができない。

この方法では、先ず、内面がネットで被覆された２つの割型からなる金型のキャビティを、パルプ繊維を含んだスラリーで満たす。この割型には、キャビティと金型の外部とを連通させる複数の連通孔が設けられている。次に、スラリーを補充しながら、上記の連通孔を介した吸引を行うことにより、キャビティ内のスラリーが含んでいる水を金型の外部へと排出させるとともに、金型の内面にパルプ繊維を堆積させて、パルプ層を形成する。このような方法では、キャビティをスラリーで満たした後に、キャビティの全体を循環するようなスラリーの流れは生じず、パルプ繊維は、連通孔から離れた領域と比較して、連通孔の近傍でより多く堆積する。

次に、パルプ層を形成したキャビティ内へ、伸縮自在且つ中空状である中子を挿入し、これを膨らませることで、パルプ層を金型の内面に押し付ける。この押し付けにより、パルプ層の形状が金型の内面の形状に沿った形状となる。

上述した通り、中子による押し付けを行う直前において、連通孔の近傍では、連通孔から離れた領域と比較して、パルプ繊維が多く堆積している。即ち、中子による押圧の直前において、パルプ層は、連通孔の近傍で厚く、連通孔から離れた領域で薄い。従って、上記の押圧によって、パルプ層では、その厚さのばらつきに応じた密度のばらつきを生じる。即ち、パルプ層のうち、連通孔の近傍に位置した部分では密度が高く、連通孔から離れた領域に位置した部分では密度が低くなる。

このようにパルプ層の場所によって密度にばらつきがあり、緻密性に欠ける場合、正反射強度は低くなる。このため上記方法によって得られるパルプ層から、大きな正反射強度を有するパルプモールド成型品を製造することはできない。

一方、実施形態に係るパルプモールド成形品の製造方法では、先ず、液体透過性を有する抄型をスラリー中に浸漬させ、その後ポンプの駆動により抄型を横切るスラリーの流れを生じさせることによって抄型上にパルプを堆積させる。このような方法によると、パルプは均一に堆積する。次に、この堆積によって得られたパルプ層を適切な水分含有量になるように脱水する。次に、上型と下型とによって、水分含有量が比較的高いパルプ層を熱プレスする。このような熱プレスでは、パルプ層内での面内方向への繊維の移動が適度に生じ得る。このため、厚さのばらつきを生じることなしに、パルプ層を緻密化することができる。

このように、上述した方法では、パルプを均一に堆積させることができ、また、熱プレスの際にパルプの適度な移動を生じさせ、パルプ層の密度は均一化する。このため、上述した方法では、パルプ層に密度が低い部分が生じにくく緻密な層となる。よって、実施形態に係るパルプモールド成形品は大きい正反射強度を達成することができる。

なお、図２乃至図１０は、本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品の製造方法の理解を容易にするためのものである。上述した方法は、他の構造を有する製造装置を使用して実施することも可能である。

以下に、本発明の具体例を記載する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

＜１＞パルプモールド成形品の製造
（例１）
パルパーを用いて、パルプと水とからなるスラリーを調製した。スラリーのパルプ含有率は０．２質量％とした。パルプとしては、平均繊維長が１．６ｍｍのパルプを使用した。ここで平均繊維長は上述した方法により測定した。

このスラリーを使用して、図２乃至図１０を参照しながら説明した方法により、パルプモールド成形品を製造した。ここでは、脱水工程は、脱水直後のパルプ層の水分含有率が６９質量％となるように行った。熱プレス工程は、加熱温度を１８０℃、プレス圧を１．５ＭＰａ、プレス時間を９０秒として行った。脱水工程及び熱プレス工程では、壁部の厚さが０．７ｍｍのパルプモールド成形品が得られるように、上型と下型とのクリアランスを０．７ｍｍとした。
以上のようにして、壁部の厚さが０．７ｍｍ、密度が０．５５ｇ／ｃｍ^３のパルプモールド成形品を製造した。ここで壁部の厚さ及び密度は上述した方法により測定した。

（例２）
壁部の厚さと密度が例１と異なるパルプモールド成形品を得るために、パルプ堆積量を増加させ、プレス圧を２ＭＰａとし、脱水工程及び熱プレス工程において、上型と下型とのクリアランスを１ｍｍとした以外は例１と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが１ｍｍ、密度が０．７９ｇ／ｃｍ^３であった。

（比較例１）
脱水工程までは例１と同様の方法を使用した。脱水後、熱プレス工程に替えて、加圧することなく１８０℃で９０秒の乾燥を行うことにより、壁部の厚さが１．５ｍｍ、密度が０．３５ｇ／ｃｍ^３のパルプモールド成形品を製造した。

（比較例２）
脱水工程までは例２と同様の方法を使用した。脱水後、乾燥工程を経た後で熱プレスを行った。すなわち、脱水後、熱プレス工程に替えて、加圧することなく１８０℃で９０秒の乾燥を行った。次いで、加湿した状態で熱プレスを行った。加湿はスチーム吹き付けにより行い、熱プレスは、加熱温度１５０℃、プレス圧０．３ＭＰａ、プレス時間１５秒で行った。
以上のようにして、壁部の厚さが２ｍｍ、密度が０．４ｇ／ｃｍ^３のパルプモールド成形品を製造した。

＜２＞評価
例１及び２、並びに、比較例１及び２において製造したパルプモールド成形品の各々について、以下の評価を行った。評価結果を表１に記載する。

（正反射強度）
JＩＳ Ｐ８１４２：２００５「紙及び板紙－７５度鏡面光沢度の測定方法」で規定される方法によって、正反射強度を測定した。正反射強度が７％以上である場合、光沢度が高く美粧性に優れる。

（印刷性）
各パルプモールド成形品にインクジェットプリンターを用いて印字した。印字の滲みの有無を肉眼で判断し、印字の滲みがなければＡ、印字の滲みがあればＢと評価した。

（算術平均粗さＲａ）
ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３で規定される方法によって、算術平均粗さＲａ（μｍ）を測定した。

（比引張強さ）
上述した方法で、ＪＩＳ Ｐ８１１３：２００６「紙及び板紙－引張特性の試験方法－第２部：定速伸張法」に従い、比引張強さ（Ｎ・ｍ／ｇ）を測定した。

（層間剥離強度）
上述した方法により層間剥離強度（Ｎ）を測定した。

表１において、「膜厚」は、パルプモールド成形品ＭＰ２の「壁部の厚さ」、すなわち、底部及び側壁部の厚さを示している。

例１及び２と比較例１との対比から、熱プレス工程を行うことにより、入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上であるパルプモールド成形品が得られ、プレス圧を加えることなく乾燥だけ行った場合はこのような高い正反射強度を有するパルプモールド成形品は得られないことがわかる。
更に、例１及び２と比較例２との対比から、乾燥した後に熱プレスを行っても、例１及び２のような高い正反射強度を有するパルプモールド成形品は得られないことがわかる。

正反射強度が７％以上である例１及び２のパルプモールド成形品は、高い密度、高い印刷性、小さい算術平均粗さＲａ、高い比引張強さ、及び高い層間剥離強度を有していることがわかる。一方、正反射強度が７％未満である比較例１及び２のパルプモールド成形品は、低い密度、低い印刷性、大きい算術平均粗さＲａ、低い比引張強さ、及び低い層間剥離強度を有していることがわかる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…製造装置、１０…支持体、２０…第１ステーション、３０…第２ステーション、４０…第３ステーション、２１０…容器、２２０…昇降装置、２３０…カバー体、２４０…抄型、２５０…移動装置、２６０…昇降装置、２７０…上型、３１０…台、３２０…下型、３３０…移動装置、３４０…プレス装置、３５０…上型、４１０…台、４２０…移動装置、４３０…昇降装置、４４０…保持具、ＭＰ１…パルプ層、ＭＰ２…パルプモールド成形品、Ｓ…スラリー。

Claims (8)

1. 入射角７５°の光に対する正反射強度が７％以上である領域を表面に有するパルプモールド成形品。
2. 密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上である請求項１に記載のパルプモールド成形品。
3. 算術平均粗さＲａが２００μｍ以下である領域を表面に有する請求項１又は２に記載のパルプモールド成形品。
4. 比引張強さが１５Ｎ・ｍ／ｇ以上である請求項１乃至３の何れか１項に記載のパルプモールド成形品。
5. 層間剥離強度が８Ｎ以上である請求項１乃至４の何れか１項に記載のパルプモールド成形品。
6. パルプの平均繊維長が１．７ｍｍ未満である請求項１乃至５の何れか１項に記載のパルプモールド成形品。
7. 開口部を有し、前記開口部から離れる方向へ先細りしている請求項１乃至６の何れか１項に記載のパルプモールド成形品。
8. 容器である請求項１乃至７の何れか１項に記載のパルプモールド成形品。