JP3126714B2 - パルプモールド成形体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定のパルプ繊維
を含有するスラリーを抄紙原料とするパルプモールド成
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】パルプ
モールド成形体に特定のパルプ繊維を用いて性能を向上
させる試みがなされている。例えば、特開平８−９２９
００号公報に記載の技術は、低叩解度パルプ繊維からな
るパルプモールドにおける該パルプ繊維間の空隙を高叩
解度パルプで充填することにより、得られる成形体の耐
水性や湿潤強度を高めることを目的としている。特開平
８−１５８２９９号公報に記載の技術は、フィブリル化
処理した植物繊維とフィブリル化処理していない植物繊
維とを所定の割合で含有するスラリーを成形原料とする
ことにより、植物繊維の水素結合度を抑え、得られる成
形体の柔軟性や弾力性を高め、また収縮による変形を少
なくすることを目的としている。

【０００３】しかし、上記公報に記載の何れの繊維を用
いても、肉厚が均一で、抄紙時に割れが発生せず、表面
の平滑性に優れた成形体を得ることはできない。特に、
開口部、胴部及び底部を有する中空成形体において、該
胴部につなぎ目を生じさせることなく、深さの深い中空
成形体を得ることはできない。

【０００４】従って、本発明は、肉厚が均一で、抄紙時
に割れが発生せず、表面の平滑性に優れたパルプモール
ド成形体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、長さ加重平均
繊維長が０．８〜２．０ｍｍ、カナディアン・スタンダ
ード・フリーネスが１００〜６００ｃｃで、繊維長の度
数分布において繊維長０．４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下の
範囲の繊維が全体の２０〜９０％を占め且つ１．４ｍｍ
超３０ｍｍ以下の範囲の繊維が全体の５〜５０％を占め
るパルプ繊維を含有するスラリーを抄紙原料とするパル
プモールド成形体を提供することにより上記目的を達成
したものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のパルプモールド成
形体（以下、単に成形体という）を、その好ましい実施
形態に基づき説明する。本発明の成形体は、パルプ繊維
を含有するスラリーを抄紙原料とする。このパルプ繊維
としては、その平均繊維長、カナディアン・スタンダー
ド・フリーネス（以下、単にフリーネスという）及び繊
維長の度数分布に関する値がそれぞれ特定の範囲内であ
るものが用いられる。

【０００７】上記パルプ繊維としては、長さ加重平均繊
維長（以下、単に平均繊維長という）が０．８〜２．０
ｍｍ、好ましくは０．９〜１．８ｍｍ、更に好ましくは
１．０〜１．５ｍｍであるものが用いられる。平均繊維
長が０．８ｍｍに満たないと抄紙時又は乾燥時に、成形
体表面にひび割れが生じたり、衝撃強度等の機械物性に
劣る成形体となってしまい、２．０ｍｍを超えると抄紙
時に形成されるパルプ層に肉厚ムラが発生しやすく、成
形体の表面平滑性が劣るものとなってしまう。本明細書
にいう平均繊維長とは、パルプ繊維の繊維長の度数分布
を測定し、その長さ加重平均から求められる値をいう。
測定にはKAJAANI FS-200繊維長測定器〔バルメットオー
トメーション（株）社製〕を用い、測定条件は、ファイ
バーカウント２万以上とした。

【０００８】また、上記パルプ繊維としては、フリーネ
スが１００〜６００ｃｃ、好ましくは２００〜５００ｃ
ｃ、更に好ましくは３００〜４００ｃｃのものが用いら
れる。フリーネスが１００ｃｃに満たないと濾水性が低
過ぎ成形サイクルの高速化が難しく、成形体の脱水不良
となってしまい、６００ｃｃを超えると濾水性が高過ぎ
抄紙時に形成されるパルプ層に肉厚ムラが生じる。

【０００９】更に、上記パルプ繊維としては、繊維長の
度数分布において繊維長０．４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下
の範囲（以下、この範囲を範囲Ａという）の繊維が全体
の２０〜９０％を占め且つ１．４ｍｍ超３０ｍｍ以下の
範囲（以下、この範囲を範囲Ｂという）の繊維が全体の
５〜５０％を占めるものが用いられる。本発明の成形体
に好ましく用いられるパルプ繊維の繊維長の度数分布の
一例は図１に示す通りであり、度数分布曲線における範
囲Ａの部分の面積（図中、斜線で示す）の、全体の面積
に対する比率が、範囲Ａの繊維長を有するパルプ繊維の
占める割合（％）に相当する。同様に、度数分布曲線に
おける範囲Ｂの部分の面積（図中、斜線で示す）の、全
体の面積に対する比率が、範囲Ｂの繊維長を有するパル
プ繊維の占める割合（％）に相当する。そして、斯かる
度数分布を有するパルプ繊維を用いることによって、平
均繊維長及びフリーネスを上記範囲内とすることと相俟
って、肉厚が均一で、抄紙時に割れが発生せず、表面の
平滑性に優れたパルプモールド成形体を得ることができ
る。範囲Ａの繊維長を有するパルプ繊維は好ましくは全
体の３０〜８０％、更に好ましくは３５〜６５％を占
め、範囲Ｂの繊維長を有するパルプ繊維は好ましくは
７．５〜４０％、更に好ましくは１０〜３５％を占め
る。

【００１０】特に、図１に示すように、範囲Ａ及び範囲
Ｂにそれぞれ度数分布のピークＰ_A、Ｐ_B を有すること
が、上述の効果が一層高められる点から好ましい。

【００１１】上述の平均繊維長、フリーネス及び繊維長
の度数分布を有するパルプ繊維は、例えばその種類（例
えばＮＢＫＰやＬＢＫＰ、古紙パルプなど）、叩解条
件、複数種類のパルプのブレンド条件等を制御すること
で得ることが出来る。特に、平均繊維長１．５〜３．０
ｍｍの比較的長いパルプ繊維と、平均繊維長０．３〜
１．０ｍｍの比較的短いパルプ繊維とを、前者／後者の
ブレンド比が９０／１０〜４０／６０（重量基準）とな
るようにブレンドして上記のパルプ繊維を得ることが、
表面平滑性の高い成形体が得られる点から好ましい。

【００１２】本発明の成形体の抄紙原料であるスラリー
は、上記パルプ繊維と水とからなるものでもよく、或い
はこれらに加えてタルクやカオリナイト等の無機物、ガ
ラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン
等の合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、
多糖類等の成分を含有していてもよい。これらの成分の
配合量は、上記パルプ繊維及び該成分の合計量に対して
１〜７０重量％、特に５〜５０重量％であることが好ま
しい。

【００１３】斯かるスラリーから本発明の成形体を製造
する方法に特に制限は無く、例えば上述した特開平８−
１５８２９９号公報の第２欄４５行〜第３欄１７行に記
載の方法を用いることが出来る。特に、開口部、胴部及
び底部を有する中空成形体を製造する場合には、内部に
キャビティを有する金型の該キャビティ内にスラリーを
注入し、該キャビティ内面にパルプ繊維を堆積させる方
法を用いると、胴部につなぎ目が無い中空成形体が得ら
れることから好ましい。図２（ａ）〜（ｄ）には、斯か
る製造方法によって成形体を製造する工程のうちの抄紙
工程が順次示されており、具体的には（ａ）は抄紙工
程、（ｂ）は中子挿入工程、（ｃ）は加圧・脱水工程、
（ｄ）は金型を開き、成形体の中間体を取り出す工程で
ある。

【００１４】先ず、図２（ａ）に示すように、２個で一
組をなす割型１１，１２を突き合わせることにより、成
形すべき成形体１の外形に対応した形状のキャビティ１
３が形成される金型１０にスラリーを注入させる。各割
型１１，１２には、その外側面とキャビティ１３とを連
通する複数の連通孔１４がそれぞれ設けられている。ま
た、各割型１１，１２の内面は、所定の大きさの網目を
有するネットによってそれぞれ被覆されている。

【００１５】次に、割型１１，１２の外側より吸引して
キャビティ１３内を減圧し、スラリー中の水分を吸引す
ると共にパルプ繊維をキャビティ１３の内面に堆積させ
る。その結果、キャビティ１３の内面には、パルプ繊維
が堆積されたパルプ層１５が形成される。

【００１６】所定厚みのパルプ層１５が形成されたら、
パルプスラリーの注入を停止し、キャビティ１３内を完
全に吸引・脱水する。引き続き、図２（ｂ）に示すよう
に、キャビティ１３内を吸引・減圧すると共に、弾性を
有し伸縮自在で且つ中空状をなす中子１６をキャビティ
１３内に挿入させる。中子１６は、キャビティ１３内に
おいて風船のように膨らませてパルプ層１５をキャビテ
ィ１３の内面に押圧させることにより、キャビティ１３
の内面形状を付与するのに使用される。従って、中子１
６は引張強度、反発弾性及び伸縮性等に優れたウレタ
ン、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム又はエラストマー
等によって形成されている。

【００１７】次に、図２（ｃ）に示すように、中子１６
内に加圧流体を供給して中子１６を膨張させ、膨張した
中子１６によりパルプ層１５をキャビティ１３の内面に
押圧させる。すると、パルプ層１５は、膨張した中子１
６によってキャビティ１３の内面に押し付けられ、パル
プ層１５にキャビティ１３の内面形状が転写されると共
に脱水が更に進行する。このように、キャビティ１３の
内部からパルプ層１５がキャビティ１３の内面に押し付
けられるために、キャビティ１３の内面の形状が複雑で
あっても、精度良くキャビティ１３の内面の形状がパル
プ層１５に転写されることになる。その上、従来の製造
方法と異なり、貼り合わせ工程を用いる必要が無いの
で、得られる成形体には貼り合わせによるつなぎ目及び
肉厚部は存在しない。その結果、得られる成形体の強度
が高まると共に外観の印象が良好となる。中子１６を膨
張させるために用いられる加圧流体としては、例えば圧
縮空気（加熱空気）、油（加熱油）、その他各種の液が
使用される。また、加圧流体を供給する圧力は、０．０
１〜５ＭＰａ、特に０．１〜３ＭＰａとなすことが好ま
しい。

【００１８】パルプ層１５にキャビティ１３の内面の形
状が十分に転写され且つパルプ層１５を所定の含水率ま
で脱水できたら、図２（ｄ）に示すように、中子１６内
の加圧流体を抜く。すると、中子１６が自動的に縮んで
元の大きさに戻る。次いで、縮んだ中子１６をキャビテ
ィ１３内より取出し、更に金型１０を開いて所定の含水
率を有する湿潤した状態の成形体の中間体１５’を取り
出す。

【００１９】取り出された中間体１５’は次に加熱・乾
燥工程に付される。加熱・乾燥工程では、抄紙・脱水を
行わない以外は、図２に示す抄紙工程と同様の操作が行
われる。即ち、先ず、一組の割型を突き合わせることに
より成形すべき成形体の外形に対応した形状のキャビテ
ィが形成される金型を所定温度に加熱し、該金型内に湿
潤した状態の中間体を装填する。

【００２０】次に、抄紙工程で用いた中子１６と同様の
中子を中間体内に挿入させ、該中子内に加圧流体を供給
して中子を膨張させ、膨張した中子により上記中間体を
キャビティの内面に押圧させる。中子の材質及び加圧流
体の供給圧力は、抄紙工程と同様とすることができる。
この状態下に、中間体を加熱乾燥させる。中間体が、十
分に乾燥したら、中子内の加圧流体を抜き、中子を縮ま
せて取り出す。更に金型を開いて、成形された成形体を
取り出す。

【００２１】このようにして得られた成形体１は図３に
示すように開口部２、胴部３及び底部４を有する中空体
であり、粉状体や粒状体等の内容物の収容に好適な中空
容器として用いられる。そして、この成形体１には、胴
部３に貼り合わせによるつなぎ目が存在していない。ま
た、上記パルプ繊維を用いているので空隙率が低くな
り、その結果、成形体１の引張強度や圧縮強度等の機械
的物性が向上する。空隙率の程度は、密度で表すと０．
４〜２．０ｇ／ｃｍ³ 、特に０．６〜１．５ｇ／ｃｍ³
程度となる。更に、上記パルプ繊維を用いているので成
形体１の外面及び内面が平滑になる。特に、中心線平均
粗さ（Ｒａ）が５０μｍ以下で、且つ最大高さ（Ｒｙ）
が５００μｍ以下となる（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠
して測定された値）。表面粗さの測定にはサーフコム１
２０Ａ〔（株）東京精密社製〕を用い、測定条件は、カ
ットオフ：０．８０ｍｍ、測定長さ：１０．００ｍｍ、
フィルタ：２ＣＲ、測定倍率：５００、傾斜補正：直
線、極性：標準とした。

【００２２】また、成形体１においては、底部４の接地
面と胴部３の側壁の外面とのなす角が、胴部３を構成す
る前後壁及び左右壁の何れにおいても略９０°となって
いる。また胴部３の高さｈ（図３参照）が５０ｍｍ以
上、好ましくは１００ｍｍ以上となっている。このよう
な形状の成形体を従来の配合のパルプスラリーを用いて
抄造すると、抄紙時に割れが発生したり、或いは得られ
る成形体の肉厚が不均一になったり表面が平滑でなくな
るといった不都合が生じるが、本発明においては上述の
パルプ繊維を含むスラリーを抄紙原料とすることで、そ
のような不都合が起こるおそれはない。

【００２３】本発明は上述した実施形態に制限されるこ
となく、適宜変更が可能である。例えば、成形体１の抄
造後、外面及び／又は内面にプラスチック層や塗工層等
を設け、成形体１の強度を一層高めたり、内容物の漏れ
出し等を効果的に防止したり、或いは加飾を施してもよ
い。また、成形体１の使用に際して負荷がかかる部分、
例えば開口部２や底部４にプラスチック等からなる補強
部材を配して、成形体１の耐久性を向上させるようにし
てもよい。また、これらの部分の一部をプラスチック等
から形成してもよい。また、図２（ａ）〜（ｄ）に示す
製造方法においては、３個又はそれ以上で一組をなす割
型を用いてもよい。また、本発明の成形体は、開口部の
開口面積が、胴部の断面積よりも小さいボトル型の容器
となしてもよい。また、本発明の成形体を、内容物の収
容に用いられる中空体（中空容器）としての用途以外
に、置物等のオブジェ等の用途に適用してもよい。

【００２４】〔実施例１〜５及び比較例１〜３〕図２に
示す金型を用い、上述した方法により図３に示す形状の
成形体を成形した。用いたスラリーにおけるパルプの詳
細は下記の表１に示す通りである。成形時における成形
性の良否を同表に示す。尚、表１において、実施例２〜
４で用いた古紙ＢはＬＢＫＰからなるＯＡ古紙であり、
フリーネス値の小さいものである。また実施例５及び比
較例１で用いたＬＢＫＰはセニブラ（商品名、CELLULOS
E NIPO-BRASILEIRA SA製）であり、フリーネス値が大き
い。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示す結果から明らかなように、特定
の平均繊維長及びフリーネスを有し、繊維長の度数分布
が特定の範囲にあるパルプを含むスラリーを抄紙原料と
した実施例１〜５の成形体の成形性は、比較例１〜３の
成形体の成形性よりも格段に良好であることが判る。特
に、範囲Ａのパルプ繊維の割合が多く、また、長いパル
プ繊維と短いパルプ繊維とのブレンド物が用いられてい
る実施例２、３及び５は、実施例１に比して、表には示
していないが表面平滑性が一層優れるものであった。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、肉厚が均一で、抄紙時
に割れが発生せず、表面の平滑性に優れたパルプモール
ド成形体が得られる。特に、開口部、胴部及び底部を有
する中空成形体において、該胴部につなぎ目を生じさせ
ることなく、深さの深い表面の平滑な中空成形体を、均
一な肉厚で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形体に好ましく用いられるパルプ繊
維の繊維長の度数分布の一例を示す図である。

【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は本発明のパルプモールド
成形体を製造する工程のうちの抄紙工程を順次示す工程
図である。

【図３】本発明のパルプモールド成形体の一実施形態と
しての中空体を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ パルプモールド成形体 ２ 開口部 ３ 胴部 ４ 底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−116492（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−311000（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−309153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21J 3/00 - 7/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ加重平均繊維長が０．８〜２．０ｍ
   ｍ、カナディアン・スタンダード・フリーネスが１００
   〜６００ｃｃで、繊維長の度数分布において繊維長０．
   ４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下の範囲の繊維が全体の２０〜
   ９０％を占め且つ１．４ｍｍ超３０ｍｍ以下の範囲の繊
   維が全体の５〜５０％を占めるパルプ繊維を含有するス
   ラリーを抄紙原料とするパルプモールド成形体。
2. 【請求項２】 パルプ繊維が、度数分布において、繊維
   長０．４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下の範囲及び１．４ｍｍ
   超３０ｍｍ以下の範囲にそれぞれ度数分布のピークを有
   する請求項１記載のパルプモールド成形体。
3. 【請求項３】 開口部、胴部及び底部を有する中空成形
   体であり、つなぎ目が存在しない請求項１又は２記載の
   パルプモールド成形体。
4. 【請求項４】 内部にキャビティを有する金型の該キャ
   ビティ内に上記スラリーを注入し、該キャビティ内面に
   上記パルプ繊維を堆積させることにより得られる請求項
   １〜３の何れかに記載のパルプモールド成形体。
5. 【請求項５】 上記胴部の高さが５０ｍｍ以上である請
   求項３記載のパルプモールド成形体。
6. 【請求項６】 密度が０．４〜２．０ｇ／ｃｍ ³ である
   請求項１〜５の何れかに記載のパルプモールド成形体。
7. 【請求項７】 上記パルプ繊維を堆積させて形成された
   パルプ層内に、中空状をなす中子を挿入し、該中子内に
   供給圧力０．０１〜５ＭＰａで加圧流体を供給して該中
   子を膨張させ、膨張した該中子により上記パルプ層を上
   記キャビティの内面に押圧することにより得られる請求
   項１〜６の何れかに記載のパルプモールド成形体。