JP3701574B2

JP3701574B2 - 断熱性紙製積層成型物及びその製造方法

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Publication number: JP3701574B2
Application number: JP2001102426A
Authority: JP
Inventors: 信弘羽藤; 共章永井
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002292765A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２層以上の紙基材が、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で接着積層され、３次元形状に成型されている断熱性紙製積層成型物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱圧成型機によって成型される材料としては、生産性、経済性等の理由から一般に熱可塑性樹脂を主体としたプラスチックからなるシート材料が使用されている。プラスチックシートは、成型時の予熱工程若しくは金型温度で軟化状態になり、３次元曲面の型に追随して容易に様々な形状に成型することが可能であるので、特に製造の容易性、生産性、経済性の点で優れた成型用材料である。
【０００３】
しかしながら、プラスチックを使用した成型物は、原料によっては焼却時に有毒ガスを発生する他、その燃焼エネルギーの高さから焼却炉を痛めたり、また自然環境中に廃棄された場合は土中に埋め立てても分解されず、そのまま残留する等、地球環境レベルで廃棄物としての取扱が社会問題になっている。
【０００４】
近年では、こうした環境問題や公害問題の観点から天然物由来の材料を主体とした成型物への転換が多く提案されている。中でも、鶏卵パック等に使用されているパルプモールド製の成型物は、パルプスラリーを成型品形状に応じた網型で漉き上げ、脱水、乾燥の工程を経て製造するため、３次元曲面を有するもの等、あらゆる形状に成型することができる。しかし、この成型物は、その製造方法に由来する生産性の観点から高価格になる欠点を有している。
【０００５】
また、紙を基材とする一般の紙製成型物は、生産性や経済性の点ではパルプモールド製の成型物より優れているものの、紙は、その坪量の範囲が限定され、特に単体では高坪量化が困難なため、これを基材とした成型物に十分な剛性を付与することが困難であるといった欠点があった。
【０００６】
上記の欠点を解消するため、前記一般の紙製成型物において、紙基材の坪量を上げることによって剛性を高めたものとして、例えば板紙、ボール紙のように多層抄紙して得られる高坪量の紙基材を用いたものがある。しかし、かかる紙基材は層間強度が劣るため、これを用いて成型を行うと成型時の変形により層間ずれが起こり、剥離による不具合を生じ美麗な成型物が得られないといった欠点があった。
【０００７】
また、前記一般の紙製成型物において、紙基材の坪量を上げることによって剛性を高め、且つ、層間強度も確保したものとして、単層抄紙した紙基材同士を接着剤を用いて接着積層し、或いは押出機によって押し出された溶融した熱可塑性樹脂を介して接着積層して得た材料を用いたものがある。しかし、これは層間強度は得られるものの、成型の工程とは別に紙基材同士を接着積層する工程が必要となり、経済的ではないといった欠点があった。
【０００８】
一方、カップ麺丼に代表される紙製容器においては、剛性の他に断熱性も要求される。このため、断熱製を付与する様々な容器構造が提案されているが、その殆どが、基本的には中容器本体と外部分とから構成され、この中容器本体と外部分をその内部に中空構造が存在するように一体化したものである。この場合、中容器本体と外部分は別々に成型されて、一体化されるため、工程が繁雑になり、生産性の観点から高価になる欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、従来の紙製成型物は様々な欠点を有しており、剛性を有し、断熱性を有する紙製成型物を簡単に安価に製造できる製造方法が望まれていた。本発明の目的は、高坪量で剛性があり、３次元曲面を有し、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を安価に提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、高坪量で剛性があり、３次元曲面を有し、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を熱圧成型機で、簡単に安価に製造できる断熱性紙製積層成型物の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成を説明すると、次の通りである。
【００１２】
請求項１に記載の断熱性紙製積層成型物は、少なくとも２層以上の紙基材が、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着積層されされた状態で３次元形状に成型されていることを特徴とする。
【００１３】
このように少なくとも２層以上の紙基材を、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着積層した状態で３次元形状に成型すると、高坪量で剛性があって、強い層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を安価に提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の断熱性紙製積層成型物は、請求項１に記載の前記紙基材の破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であることを特徴とする。
【００１５】
このように紙基材の破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であると、所要の伸びが得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材の破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると成型物の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００１６】
また、前記紙基材の繊維成分としては、廃棄処理の観点より、天然パルプ１００％からなるものが好ましい。前記天然パルプとは、合成繊維または熱可塑性樹脂から作られる合成パルプ以外のパルプを意味し、例えば、機械パルプ、化学パルプ、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等がこれに含まれる。繊維成分が天然パルプ１００％からなる紙で、破断伸びが、縦方向１５％以上、横方向１５％以上の紙としては、例えば特開平１１−５０９２７６号に開示された方法によって製造された伸縮可能な紙基材を使用することができる。
【００１７】
請求項３に記載の断熱性紙製積層成型物は、請求項１または２に記載の前記接着部の面積は、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
このように接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であると、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００１９】
請求項４に記載の断熱性紙製積層成型物は、請求項１、２または３に記載の前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする。
【００２０】
これらの熱可塑性樹脂は、経済性、汎用性、作業性を備えており、紙基材との接着性もよいため、これらの熱可塑性樹脂を本発明の熱可塑性樹脂として用いることにより、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法は、少なくとも２層以上の紙基材を、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着するようにデザインされた雄型と雌型の金型で構成される熱圧成型機で、前記熱可塑性樹脂からなるフィルムの融点温度以上の金型温度で、当該熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で部分的に接着部で接着積層して一体化すると共に非接着部に空気層を形成して３次元形状に成型することを特徴とする。
【００２２】
このように少なくとも２層以上の紙基材を、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着するようにデザインされた雄型と雌型の金型で構成される熱圧成型機で、熱可塑性樹脂からなるフィルムの融点温度以上の金型温度で、当該熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で部分的に接着部で接着積層して一体化すると共に非接着部に空気層を形成して３次元形状に成型すると、高坪量で剛性があって、層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を、特別な装置を用いずに、安価に簡単に製造することができる。
【００２３】
本発明の断熱性紙製積層成型物の製造方法では、熱可塑性プラスチックシートの成型用に用いられる熱圧成型機が使用できるが、雄型、雌型の金型を有し、更に金型温度が熱可塑性樹脂の融点温度以上の温度に調整できるものであることが必要である。
【００２４】
本発明において、雄型と雌型で構成される金型は、強押圧部と弱押圧部若しくは非押圧部を有する構造となっており、例えば、これを用いて紙基材が２層で熱可塑性樹脂フィルムが１層の３層構成の成型物を熱圧成型する場合、接着部では３層間に十分に圧力がかかって一体的に接着積層され、非接着部では３層間に殆ど圧力がかからない状態で積層されて成型される。このため、非接着部では空気層が形成され、断熱効果を発現する。接着部の位置、模様、パターンは特に限定されず、任意に設計することができる。また、２層以上の紙基材を部分的に接着部で接着積層して一体化するために、必要層数に見合った紙基材繰出し装置を使用すれば、効率的に本発明の断熱性紙製積層成型物を製造することができる。例えば、紙基材が３層の場合、紙基材繰出し装置を３軸、更に紙基材の間に介在させる熱可塑性樹脂フィルム用繰出し装置を２軸、合計５軸の繰出し装置を使用すればよい。この場合、第１紙／第１熱可塑性樹脂／第２紙／第２熱可塑性樹脂／第３紙の構成になるように順次重ね合せて成型機内に導入し、前記金型を有する熱圧成型機で部分的に接着部で接着積層して一体化すると共に成型する。詳しくは、各紙基材の層間に位置する熱可塑性樹脂層が金型温度によって軟化状態となり、その両側に位置する紙基材同士が強押圧部と弱押圧部若しくは非押圧部を有する金型の圧力が加えられることによって部分的に接着部で接着積層して一体化されると共に成型されるのである。更に、このとき、雄型と雌型とからなる金型の温度によって、金型に接触した面が紙中水分との関係でアイロン効果を発現し、表面が美麗な成型物を得ることができる。
【００２５】
さらに、紙基材の紙中の水分は６〜１５％の範囲が好ましい。紙基材の紙中の水分が６％未満では、破断伸びが劣化低減して成型時に亀裂や破断が起こり、成型不良となり好ましくない。紙基材の紙中の水分が１５％を越えると、破断伸びが上昇し、成型性には優位であるが熱圧成型時の水蒸気によって積層一体化するときに不具合を生じ、接着不良を起こしたり、成型物の変形の要因となるので好ましくない。
【００２６】
請求項６に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法は、請求項５に記載の前記紙基材の破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であることを特徴とする。
【００２７】
このように紙基材の破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であると、熱圧成型機でプラスチックと同様の易成型性が得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材の破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると成型物の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００２８】
また、前記紙基材の繊維成分としては、廃棄処理の観点より、天然パルプ１００％からなるものが好ましい。前記天然パルプとは、合成繊維または熱可塑性樹脂から作られる合成パルプ以外のパルプを意味し、例えば、機械パルプ、化学パルプ、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等がこれに含まれる。
【００２９】
請求項７に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法は、請求項５または６に記載の前記接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であることを特徴とする。
【００３０】
このように接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であると、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００３１】
請求項８に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法は、請求項５、６または７に記載の前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする。
【００３２】
これらの熱可塑性樹脂は、経済性、汎用性、作業性を備えており、紙基材との接着性もよいため、これらの熱可塑性樹脂を本発明の熱可塑性樹脂として用いることにより、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【００３３】
熱可塑性樹脂層の厚さは、接着性が維持できる範囲であれば特に限定されるものではないが、熱圧成型機での操作性、強度、価格等を考慮すると５〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３４】
かかる紙基材により成型する成型物の成型絞り率は１２０％〜２００％の範囲であることが好ましい。成型絞り率が１２０％未満の場合は、成型物のデザインが限定されるので、かかる紙基材を用いた優位性がなくなり、成型絞り率が２００％超の場合は、熱圧成型時に成型物の亀裂・破断等が生じるおそれがある。
【００３５】
本発明における成型絞り率は、成型物の形状から次の方式で算出したものである。
成型物の表面積÷成型物の開口面積×１００＝成型絞り率
ここで言う成型物の開口面積とは、例えば一般的なトレー容器を想定した場合、トレーの開口部の面積を指し、凹状に成型された部分の全表面積を成型物の表面積とした。従って、同じ開口面積では、凹状の深さによって全体の表面積が変わり、深くなるほど成型絞り率は増すことになる。
【００３６】
本発明の紙基材としては、坪量５０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２の範囲のものを使用するのが、得られる効果とコストとのバランス上、望ましい。５０ｇ／ｍ^２未満の紙基材を用いると、必要な剛性を確保するため積層する層の数が多くなり、コストが大きくなるからであり、３００ｇ／ｍ^２を超える紙基材は、単層でもある程度の剛性を備えているため、これを多層化することは、必要な剛性付与という観点から見合わないからである。
【００３７】
また、本発明の紙基材は、適宜、耐水性、耐油性、隠蔽性等、用途上必要な特性を付与することができる。この特性付与は、本発明の積層成型物を構成する層のうち、当該特性を必要とされる層のみを対象とすればよく、他の層には特に必要ない。付与方法は、耐水化剤、耐油剤、着色剤等、必要に応じた薬品を樹脂に練り込んだり、紙基材に添加したり、またはロールコート、バーコート、エアーナイフコート、グラビヤコート、サイズプレス方式等の公知の塗工方式で樹脂層や紙基材に塗布することにより行うことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４は本発明に係る断熱性紙製積層成型物の実施の形態の一例を示したもので、図１は本例の断熱性紙製積層成型物の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は図２のＡ部の拡大図、図４は本例の断熱性紙製積層成型物の展開図である。
【００３９】
図示のように、本例では繊維成分が天然パルプ１００％からなり、坪量５０〜３００ｇ／ｍ^２で破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上の第１、第２の紙基材１ａ、１ｂが用いられ、これら第１、第２の紙基材１ａ、１ｂの層間に熱可塑性樹脂フィルム２を接着層として介在させ、これらの積層体が部分的に接着部で接着するようにデザインされた雄型、雌型の金型で構成された熱圧成型機にて、熱可塑性樹脂フィルム２の融点温度＋２０℃以上の金型温度でかつ、成型絞り率が１２０〜２００％の範囲でこれらの積層体を熱圧成型して、図３及び図４に示すように接着部３で接着積層されて一体化され、非接着部４に空気層５を有する断熱性紙製積層成型物６を得ている。
【００４０】
このように紙基材１ａ、１ｂを、その層間に熱可塑性樹脂フィルム２を介在させた状態で、非接着部４を設けるようにして部分的に接着部３で一体に接着積層した状態で３次元形状に成型すると、高坪量で剛性があって、層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物６を安価に提供することができる。
【００４１】
また、紙基材１ａ、１ｂが破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上のものであると、所要の伸びが得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材１ａ、１ｂの破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると断熱性紙製積層成型物６の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００４２】
また、接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であると、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００４３】
また、熱可塑性樹脂フィルム２を形成する熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなると、経済性、汎用性、作業性、紙基材１ａ、１ｂとの接着性の点からも有利であり、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【００４４】
図５は本発明に係る断熱性紙製積層成型物の製造方法の実施の形態の一例を示した斜視図である。
本例では、第１、第２の紙基材繰り出し装置１Ａ、１Ｂから紙中の水分が６〜１５％の範囲の第１、第２の紙基材１ａ、１ｂを繰り出し、熱可塑性樹脂フィルム繰り出し装置２Ａから熱可塑性樹脂フィルム２を第１、第２の紙基材１ａ、１ｂの間に繰り出し、これらをロール７ａ、７ｂ間に通して上下に重ね合わせる。この合計３層のシート状物８をピン付き搬送用チェーン装置９で搬送して、雄型１０ａと雌型１０ｂとからなる金型を有し、金型温度が熱可塑性樹脂フィルム２の融点温度以上の温度に調整できる熱圧成型機１１の雄型１０ａと雌型１０ｂとの間に入れ、成型絞り率が１２０〜２００％の範囲、好ましくは１２０〜１８０％の範囲で成型する。雄型１０ａと雌型１０ｂとは、図４に展開図として示した断熱性紙製積層成型物６の接着部３と非接着部４が得られるように、３層のシート状物８を部分的に線状に接着する凸型の強押圧部と、該３層のシート状物８を接着しない凹型の非押圧部を有するようにデザインされた構造になっている。このため３層のシート状物８を成型すると、凸型の強押圧部で加圧された部分が接着部３となり、凹型の非押圧部で加圧されない部分が非接着部４となり、この非接着部４は内部に空気層５を有する構造になっている。
しかる後、裁断装置１２で裁断し、断熱性紙製積層成型物６を得る。
【００４５】
このように紙基材１ａ、１ｂを、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルム２を介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着するようにデザインされた雄型１０ａと雌型１０ｂの金型で構成される熱圧成型機１１で、熱可塑性樹脂からなるフィルム２の融点温度以上の金型温度で、当該熱可塑性樹脂からなるフィルム２を介在させた状態で部分的に接着部３で接着積層して一体化すると共に非接着部４に空気層５を形成して３次元形状に成型すると、高坪量で剛性があって、層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物６を、特別な装置を用いずに、安価に簡単に製造することができる。
【００４６】
また、紙基材１ａ、１ｂの破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であると、熱圧成型機１１でプラスチックと同様の易成型性が得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材１ａ、１ｂの破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると断熱性紙製積層成型物６の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００４７】
また、接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であると、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００４８】
熱可塑性樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなると、経済性、汎用性、作業性、紙基材１ａ、１ｂとの接着性の点からも有利であり、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５０】
［実施例１］
紙基材として２０℃、湿度６５％の環境下で坪量１００ｇ／ｍ^２、破断伸びが縦方向２６．５％、横方向１９．３％の紙（イタリヤ国カリオラーロ社製）を用い、紙中の水分を９％に調整した。熱可塑性樹脂フィルムとして低密度ポリエチレンフィルムを予め１５μｍの厚さに製膜したフィルムを用いた。紙基材を２層分、ポリエチレン樹脂フィルムを１層分それぞれ準備し、熱圧成型機の繰り出し装置の第１の軸、第２の軸に紙基材、第３の軸に熱可塑性樹脂フィルムを掛けて繰り出し、紙基材／ポリエチレン樹脂フィルム／紙基材の順に重ね合わせ、この合計３層分のシート状物を雄型、雌型からなる金型で構成された熱圧成型機の成型ゾーンに導入し、金型温度１７０℃、６ショット／分の速度で成型した。金型のデザインはトレー状（縦辺１１ｃｍ、横辺２１ｃｍ、テーパ角度４５°、深さ２．５ｃｍ）で成型絞り率は以下の如く算出した。
【００５１】
成型物の開口面積：縦辺１１ｃｍ×横辺２１ｃｍ＝２３１ｃｍ^２
成型物の表面積：▲１▼底面積：縦辺６ｃｍ×横辺１６ｃｍ＝９６．０ｃｍ^２
▲２▼縦辺側面（台形面積）：（長辺１１ｃｍ＋短辺６ｃｍ）×高さ２．５√２ｃｍ÷２の２面として＝６０．１８ｃｍ^２
▲３▼横辺側面（台形面積）：（長辺２１ｃｍ＋短辺１６ｃｍ）×高さ２．５√２ｃｍ÷２の２面として＝１３０．９８ｃｍ^２
で、その合計は２８７．１６ｃｍ^２となる。
従って、トレー状成型物の成型絞り率は、２８７．１６ｃｍ^２（表面積）÷２３１ｃｍ^２（開口面積）＝１２４．３％となる。
【００５２】
金型に設けられた接着部は幅約１ｃｍで、図４に成型物の展開図を示した通りのデザインで設けた。接着面積は１７３ｃｍ^２であり、上述した成型物表面積（２８７．１６ｃｍ^２）から接着部面積を算出すると約６０％で、非接着面積は４０％であった。得られた成型物は亀裂や破断による成型不良が全くなく、絞り皺のない美麗なトレー状成型物で、表面平滑性が優れ、経時後の型戻りや変形がなく、接着部は剥離や浮きのない状態で十分に接着され且つ非接着部は空気層によってやや膨れが見られるものの十分に積層一体化された剛性の高い成型物であった。また、得られた成型物に９５℃のお湯を入れ、外底面を持ったところ熱は感じるものの十分に持ち続けることができ、目的の断熱性が付与できた。
【００５３】
［実施例２］
接着部の幅を５ｍｍとした以外は全て実施例１と同様にして実施した。なお、接着面積は８７ｃｍ^２となり、接着部分は約３０％で、非接着部分は７０％の成型物を得た。得られた成型物は亀裂や破断による成型不良が全くなく、絞り皺のない美麗なトレー状成型物で、表面平滑性が優れ、経時後の型戻りや変形がなく、接着部は剥離や浮きのない状態で十分に接着され且つ非接着部は空気層によってやや膨れが見られるものの十分に積層一体化された剛性の高い成型物であった。また、得られた成型物に９５℃のお湯を入れ、外底面を持ったところ熱は感じるものの十分に持ち続けることができ、目的の断熱性が付与できた。
【００５４】
［比較例１］
非接着部を設けず、２層の紙基材を低密度ポリエチレンフィルムを介在させた状態で全面接着とした以外は全て実施例１と同様にして実施した。得られた成型物は亀裂や破断による成型不良が全くなく、絞り皺のない美麗なトレー状成型物で、表面平滑性が優れ、経時後の型戻りや変形がなく積層一体化された剛性の高い成型物であった。しかし、得られた成型物に９５℃のお湯を入れ、外底面を持ったところ断熱性が全くなく、熱くて持つことができなかった。
【００５５】
上記例では、紙基材が２層、熱可塑性樹脂からなるフィルムが１層の場合について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紙基材がｎ層、熱可塑性樹脂からなるフィルムが（ｎ−１）層の場合にも同様に適用できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１に記載の断熱性紙製積層成型物では、少なくとも２層以上の紙基材が、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着され、その接着部で一体に接着積層されされた状態で３次元形状に成型されているので、高坪量で剛性があって、層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を安価に提供することができる。
【００５７】
請求項２に記載の断熱性紙製積層成型物では、紙基材の破断伸びを縦方向１５％以上、横方向１５％以上にしているので、所要の伸びが得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材の破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると成型物の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００５８】
請求項３に記載の断熱性紙製積層成型物では、接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であるので、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００５９】
請求項４に記載の断熱性紙製積層成型物では、熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物を用いているので、経済性、汎用性、作業性、紙基材との接着性の点から有利であり、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【００６０】
請求項５に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法では、少なくとも２層以上の紙基材を、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着するようにデザインされた雄型と雌型の金型で構成される熱圧成型機で、熱可塑性樹脂からなるフィルムの融点温度以上の金型温度で、当該熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で部分的に接着部で接着積層して一体化すると共に非接着部に空気層を形成して３次元形状に成型するので、高坪量で剛性があって、層間強度もあり、更に断熱性を有する多層構成の断熱性紙製積層成型物を、特別な装置を用いずに、安価に簡単に製造することができる。
【００６１】
請求項６に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法では、紙基材の破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上であるので、熱圧成型機でプラスチックと同様の易成型性が得られ、美麗な３次元曲面を容易に成型することができる。紙基材の破断伸びが、縦方向１５％未満、横方向１５％未満では、成型絞り率を大きくすると成型物の破断等が起こるため、成型絞り率を十分に大きくすることができず、成型デザインが限定されてしまう。
【００６２】
請求項７に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法では、接着部の面積が、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であるので、積層体を一体化する際に十分な接着状態を得ることができ、接着部の浮きや剥がれを防止することができる。また、空気層を形成させる非接着部の面積も十分に取ることができ、断熱性を得ることができる。接着部の面積が、成型物の表面積の１０％未満では、積層体を一体化する際に十分な接着状態が得られず、成型時に接着部の浮きや剥がれが生じる場合があるので好ましくない。また、接着部の面積が、成型物の表面積の７０％を越えると、空気層を形成させる非接着部のする面積が不十分になり、断熱性が劣り、好ましくない。
【００６３】
請求項８に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法では、熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物を用いているので、経済性、汎用性、作業性、紙基材との接着性の点から有利であり、２層以上の紙基材の一体化を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る断熱性紙製積層成型物の実施の形態の一例を示した斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】図２のＡ部の拡大図。
【図４】本例の断熱性紙製積層成型物の展開図。
【図５】本発明に係る断熱性紙製積層成型物の製造方法の実施の形態の一例を示した斜視図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ第１、第２の紙基材
１Ａ、１Ｂ第１、第２の紙基材繰り出し装置
２Ａ熱可塑性樹脂フィルム繰り出し装置
２熱可塑性樹脂フィルム
３接着部
４非接着部
５空気層
６断熱性紙製積層成型物
７ａ、７ｂロール
８シート状物
９ピン付き搬送用チェーン装置
１０ａ雄型
１０ｂ雌型
１１熱圧成型機
１２裁断装置

Claims

少なくとも２層以上の紙基材が、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着積層された状態で３次元形状に成型されていることを特徴とする断熱性紙製積層成型物。
前記紙基材は破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上を有していることを特徴とする請求項１に記載の断熱性紙製積層成型物。
前記接着部の面積は、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱性紙製積層成型物。
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項１、２または３に記載の断熱性紙製積層成型物。
少なくとも２層以上の紙基材を、その層間に熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で、非接着部を設けるようにして部分的に接着させ、その接着部で一体に接着するようにデザインされた雄型と雌型の金型で構成される熱圧成型機で、前記熱可塑性樹脂からなるフィルムの融点温度以上の金型温度で、当該熱可塑性樹脂からなるフィルムを介在させた状態で部分的に接着部で接着積層して一体化すると共に非接着部に空気層を形成して３次元形状に成型することを特徴とする断熱性紙製積層成型物の製造方法。
前記紙基材は破断伸びが縦方向１５％以上、横方向１５％以上を有していることを特徴とする請求項５に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法。
前記接着部の面積は、成型物の表面積の１０〜７０％の範囲であることを特徴とする請求項５または６に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法。
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂のいずれか１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項５、６または７に記載の断熱性紙製積層成型物の製造方法。