WO2013005331A1 - 成形同時加飾繊維成形品とその製造方法 - Google Patents

成形同時加飾繊維成形品とその製造方法 Download PDF

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竹中寛
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日本写真印刷株式会社
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    • Y10T428/24554—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface including cellulosic or natural rubber component

Definitions

  • the present invention relates to a molded simultaneous decorated fiber molded product and a method for manufacturing the same, and particularly to a molded simultaneous decorated fiber molded product that can be beautifully decorated and a method for manufacturing the same.
  • a method for producing a fiber molded article a mixture obtained by adding a polymer binder and water to a fibrous main material and kneading is used as a molding material, and the molding material is filled in a cavity of a heated mold, A gap of 0.02 to 0.50 mm is formed between the parting surfaces of the mold, and water vapor generated in the cavity is released and removed from the gap to dry and solidify the molding material, thereby forming a fiber.
  • a method for producing a decorative fiber molded product to obtain a product (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the production method for the above-mentioned fiber molded product is also called pulp injection molding (Pulp Injection Molding, PIM (registered trademark)).
  • the conventional fiber molded article as described above has a problem that it is difficult to perform beautiful decoration.
  • a fiber molded product in order to decorate a fiber molded product, means such as a screen printing method can be used for the fiber molded product.
  • the fiber molded product must be flat, and the application range is greatly limited.
  • a fiber molded article can be decorated by coloring a molding material, it can only be made into the single color of the whole fiber molded article, and cannot be said to be a beautiful decoration.
  • Such a decoration method can be used to pre-decorate a plastic sheet to form beautiful designs and the like, and can be integrated on the surface of a three-dimensional molded product. Often used for decoration, it is also called insert molding method or simultaneous molding method.
  • the decoration method uses a plastic sheet, the moisture contained in the molding material cannot be released to the outside as water vapor in the drying step in the manufacturing method of the fiber molded product. It was difficult to apply.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is a molded and simultaneously decorated fiber molded product that can be beautifully decorated and a manufacturing method thereof.
  • a pattern is previously formed and decorated on an easy-molding paper in which a fine ridge is formed on one side and an apparent size is reduced, and the easy-molding paper is molded as a mold.
  • the mixture is then clamped, then a mixture obtained by adding a polymer binder and water to the fibrous main material and kneading is used as the molding material, and the molding material is filled into the cavity of the heated mold, and then the mold A gap of 0.02 to 0.50 mm is formed between the parting surfaces, and water vapor generated in the cavity is released and removed from the gap to dry and solidify the molding material.
  • This is a method of manufacturing a simultaneously molded decorative fiber molded product to obtain a fiber molded product in which a sheet is integrally formed on the surface.
  • the easily molded paper is integrated with the fiber molded product.
  • 2nd invention is the structure of 1st invention.
  • WHEREIN The said easy-molding paper before pinching
  • the third invention is a method for producing a simultaneously molded decorative fiber molded product in which the moisture content of the easily formed paper before being sandwiched in the mold is 5 to 10% in the configuration of the second invention.
  • the moisture content of the easily formed paper before being sandwiched between the molds becomes the optimum moisture content that does not cause color shift or color fading.
  • 4th invention is the structure of 1st invention,
  • the easily formed paper in which the pattern was formed is preformed by the solid
  • the easy-forming paper fits along the cavity surface in the mold.
  • the unnecessary easy-forming paper is removed along the peripheral shape of the fiber molded product.
  • 6th invention is the simultaneous simultaneous decoration which the fine wrinkle is formed in the surface of a fiber molded product, the easy-forming paper which made the apparent dimension small is laminated
  • the seventh invention is a simultaneously molded decorative fiber molded product having no step between the surface of the fiber molded product and the surface of the easily molded paper in the configuration of the fourth invention.
  • the surface shape of the decorative fiber molded product has a sense of unity between the fiber molded product and the easily molded paper.
  • the easy-forming paper is integrated with the fiber molded product, and water vapor is properly removed from the mold in the heat drying process, but the design of the easy-forming paper is not impaired. Simultaneous decoration is possible. Moreover, since there are few restrictions of a decoration means, various expressions are attained.
  • the easily formed paper before being inserted into the mold is set to a constant water content. Therefore, due to the heat of the mold during molding, the moisture of the easily molded paper evaporates, the amount of moisture decreases, and the design ink formed on the easily molded paper does not adhere to the mold. As a result, color fading and color shift can be prevented.
  • the effect of the second invention is further enhanced, and the moisture content of the easily formed paper before being sandwiched between the molds is optimized, so that there is no color shift or color fading and the accuracy assumed at the time of design. Can produce beautiful molded products within the range.
  • the molding material does not turn around, and the simultaneous decoration in the three-dimensional shape is more reliably performed. It becomes possible.
  • the sixth invention is composed entirely of a fibrous material, the touch is good. In addition, separation or the like is not necessary at the time of recycling, and biodegradation is easy even at the time of disposal.
  • the seventh invention does not appear to be pasted because there is a sense of unity between the fiber molded product and the easily molded paper.
  • the manufacturing method of the simultaneously molded decorative fiber molded product 7 according to the present invention is such that a pattern 2 is formed in advance on a readily formable paper 1 formed with fine wrinkles on one side and having a small apparent size.
  • a mixture obtained by sandwiching in a mold, then clamping and then adding a polymer binder and water to a fibrous main material and kneading is used as the molding material 5, and the molding material 5 is filled into a cavity of a heated mold.
  • a gap of 0.02 to 0.50 mm is formed between the parting surfaces of the mold, and water vapor generated in the cavity is released and removed from the gap to dry and solidify the molding material 5;
  • the mold is opened to obtain a fiber molded product 6 in which the easy-forming paper 1 is integrally formed on the surface.
  • a pattern 2 is formed in advance and decorated on an easily-molded paper 1 having a fine ridge formed on one side and an apparent size reduced (see FIG. 1).
  • the easy-forming paper 1 a paper having fine ridges formed on one side and having a smaller apparent dimension is used (see FIG. 2). Since the easy-forming paper 1 having such a configuration is excellent in three-dimensional formability, it can be laminated beautifully without causing wrinkles or tearing when it is integrally laminated on the surface of the fiber molded product 6 having a three-dimensional shape. Is possible. Moreover, in the drying process performed later, the water vapor permeability is excellent. Further, the paper itself is not deteriorated by heating applied in the drying process.
  • the easy-forming paper 1 may be obtained by the following manufacturing method.
  • a wet paper whose water content in the paper is adjusted to 20 to 50% is applied to a peripheral portion of the metal roll using a shrinkage imparting device composed of a metal roll having a groove in the circumferential direction at regular intervals along the width of the roll and a smooth rubber roll.
  • the paper roll is shrunk by passing through a shrinkage imparting device composed of a press roll whose peripheral speed of the rubber roll is slower than the speed, and the breaking elongation in the longitudinal and transverse directions is 15 to 50% by drying after the treatment.
  • Easy formable paper 1 can be obtained (see Japanese Patent No. 3407114, etc.).
  • the natural pulp used as the raw material of the easily-formed paper 1 is not particularly limited as long as it is a normal papermaking raw material such as wood pulp using conifers and hardwoods, non-wood pulp such as kenaf and bagasse, and waste paper pulp. From the viewpoint of versatility, use of wood pulp is preferred.
  • the beating degree of this wood pulp is preferably CSF 200 to 450 ml, more preferably CSF 250 to 400 ml, from the viewpoint of elongation characteristics, strength, papermaking properties and the like.
  • the blending ratio of natural pulp is preferably 50% or more.
  • the pattern 2 is formed on the easily formed paper 1 having such a configuration by means of various printing methods and decorated.
  • the printing method means such as a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, and a stencil printing method can be used.
  • the pattern 2 may be formed by means that does not use a plate such as an ink jet printing method.
  • a dye or a pigment may be used as a coloring material.
  • the pattern 2 may be formed so as to be laminated as an ink layer on the easily formed paper 1. Further, the pattern 2 may be formed by impregnating the fibers constituting the easily-formed paper 1 with ink.
  • the easy-forming paper 1 is sandwiched between the molds 3 and then the molds are clamped (see FIG. 3).
  • the mold 3 can be injected with a molding material 5 used to obtain a fiber molded product 6, and pulp injection molding is configured to discharge and remove moisture contained in the molding material 5 as water vapor by heating.
  • Those used in the law are used (see Japanese Patent No. 2916136, Japanese Patent No. 3084216, etc.).
  • the easy-forming paper 1 may be three-dimensionally formed in advance into the shape of the cavity surface (preliminary molding). Three-dimensional molding may be performed by a known means such as a press method. By arranging the easy-forming paper 1 along the cavity surface, in the subsequent filling step of the molding material 5, the molding material 5 wraps around the surface of the easy-forming paper 1 that is finally located on the outermost surface ( Can also be prevented.
  • the molding material 5 is filled into the cavity 4 of the heated mold 3 (see FIG. 4).
  • the fibrous main material normal papermaking raw materials such as wood pulp using conifers and hardwoods, non-wood pulp such as kenaf and bagasse, and waste paper pulp can be used.
  • any of natural fibers such as paper waste, waste paper, cotton cloth, hemp, rice husk, tofu husk, wood flour, and glass fiber and fibers made of synthetic resin such as nylon, polyacryl, polyester, etc.
  • paper fibers such as paper waste and waste paper are particularly preferable. Since the fiber length of such a paper fiber is short, it is effective to combine other fibers with 5% to 40%, preferably 5% to 20% in the case of a molded product that requires strength.
  • the length of the composite fiber is preferably 3 mm to 10 mm.
  • a polymer binder when kneaded with a fibrous main material, a water-soluble or low-viscosity emulsion is formed, and when water is evaporated and removed, the molded product is separated in a solid form.
  • water-soluble polymer materials such as starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyitaconic acid, carboxymethylcellulose, and copolymers thereof can be used, and urea resins.
  • thermosetting resins that are not inherently water-soluble, such as melamine resins, phenol resins, and unsaturated polyesters, whose initial condensates are aqueous solutions or emulsions can be used.
  • a mixture obtained by adding the above-described polymer binder and water to the above-described fibrous main material and kneading is used as the molding material 5.
  • the blending ratio of the molding material 5 is, for example, 50% to 90% for the fibrous main material, preferably 60% to 80%, 10% to 50% for the polymer binder, preferably 20% to 40%, and water. It may be 20% to 80%, preferably 30% to 70%.
  • the mold 3 is heated, for example, so that the temperature of the mold wall surface forming the cavity 4 is 120 ° C. to 240 ° C., preferably 160 ° C. to 220 ° C.
  • the molding material 5 By filling the molding material 5 into the cavity 4 of the heated mold 3, the water added at the time of kneading is instantly vaporized, and the fibrous main material is foamed by the vapor pressure. At the same time, the fibrous main material is vaporized. Since the cavity 4 is filled with pressure and pressed against the wall surface, even a molded product having a large change in thickness is molded with good transferability, and vaporized water vapor is exhausted and removed from the gap between the molds 3. The molded product is quickly solidified. Since the easily formed paper 1 is excellent in air permeability, it does not hinder the discharge of water vapor in the drying process. Moreover, since the easily-formed paper 1 is formed from a material having excellent heat resistance such as pulp, it does not cause alteration such as melting or yellowing by heating in the drying process.
  • the mold is opened to obtain a simultaneously molded decorative fiber molded product 7 in which the easy-forming paper 1 is integrally formed on the surface of the fiber molded product 6 (see FIG. 5).
  • the easily formed paper 1 may be set to a water content such that the temperature rise of the easily formed paper 1 is suppressed by the heat of the mold 3 at the time of molding. It is beneficial. This is because color fading and color shift are caused by the temperature rise of the easy-forming paper 1 in the mold 3 when the water content of the easy-forming paper 1 is low, and the temperature of the ink of the pattern 2 formed on the easy-forming paper 1 This is because it rises and moves into the mold 3. That is, when the water content is above a certain level, the temperature rise of the easy-forming paper 1 can be suppressed in the molded product, and color shift into the mold 3 can be prevented. Such adjustment of the water content can be performed, for example, by storing for a certain period of time in a humidity-controllable room before being sandwiched in the mold 3.
  • the water content of the easily formed paper 1 affects the shape of the easily formed paper 1. That is, since the easy-molding paper 1 has good stretchability, it tends to stretch due to a change in water content, which greatly affects the alignment during molding.
  • the moisture content of the easily-formed paper 1 is preferably 5 to 10%.
  • the following inconveniences occur when deviating from the range. That is, when the upper limit is exceeded, the easy-forming paper 1 is stretched by moisture, so that the alignment accuracy of the easy-forming paper 1 is deteriorated. If the lower limit is not reached, the easy-forming paper 1 contracts, so that the alignment accuracy of the easy-forming paper 1 deteriorates. Further, color cast and fading occur during molding.
  • the water content of the easily-formed paper 1 referred to in the present invention is used in the following meaning. That is, the ratio of the weight of moisture contained in the easy-molding paper 1 to the total weight of the easy-molding paper 1 containing moisture is a value indicating the percentage.
  • the water content of the easily-formed paper 1 can be measured with a moisture meter. For example, HK-300 series manufactured by Ketto Science Laboratory Co., Ltd. can be used.
  • the molded co-decorated fiber molded article 7 thus obtained has no surface difference between the area in contact with the cavity surface of the fiber molded article 6 and the area in contact with the cavity surface of the easy-formed paper 1, and the surface is surface. It will be excellent in a sense of unity. Moreover, since the fiber molded product 6 and the easily-formed sheet 1 are firmly adhered by hydrogen bonding, they can be integrated without using an adhesive or the like. Further, the easy-forming paper 1 and the fiber molded product 6 are both formed from a fibrous material such as pulp, and the touch is unique and soft. Furthermore, since both are reused and discarded, they are formed from a fibrous material such as pulp, so that it becomes an environmentally friendly product that is extremely easy to process.
  • Example 1 A pattern was formed on one side of an easily-formed paper (Cartiere Cariolaro) made of 100% pulp and having fine wrinkles formed on one side using an inkjet printer.
  • This easy-molding paper was previously press-formed into a molded product shape and formed into a three-dimensional shape along the cavity surface of the mold.
  • hemp and mulberry were used as the main fibrous materials
  • starch was used as the polymer binder
  • water was added and kneaded to obtain a molding material.
  • the easy-forming paper was fixed to the cavity surface of a pulp injection mold heated to 155 to 170 ° C., and the mold was clamped to fill the molding material. Next, a 0.20 mm gap was formed on the parting surface of the mold, and water vapor was released and removed for 1 to 2 minutes to dry and solidify the molding material.
  • the mold was opened to obtain a fiber molded product in which easy-molding paper was integrated, and the peripheral shape of the easy-molded paper was punched and removed with a Thomson mold to obtain a simultaneously molded decorative fiber molded product.
  • the molded and simultaneously decorated fiber molded product thus obtained was a beautifully decorated three-dimensional shape.
  • the easy-forming paper was free from wrinkles and tears, and the easy-forming paper and the fiber-molded product were firmly integrated, and there were no steps at the joints, and they were beautiful.
  • Example 2 A pattern was formed on one side of an easily formed paper (Cartiere Cariolaro) made of 100% pulp and having fine wrinkles formed on one side, using offset printing. Next, the easily formed paper was placed in a room set at room temperature of 25 ° C. and humidity of 50% for 5 hours to make the water content of the easily formed paper 10%. Subsequently, it was press-molded into a molded product shape in advance, and molded into a three-dimensional shape along the cavity surface of the mold.
  • an easily formed paper Carlo
  • hemp and mulberry were used as the main fibrous materials
  • starch was used as the polymer binder
  • water was added and kneaded to obtain a molding material.
  • the above-mentioned easy-molding paper was fixed to the cavity surface of the pulp injection mold heated to 155 to 170 ° C., and the mold was clamped to fill the molding material. Next, a 0.20 mm gap was formed on the parting surface of the mold, and the molding material was dried and solidified by releasing and removing water vapor for 1 minute.
  • the mold was opened to obtain a fiber molded product in which easy-molding paper was integrated, and the peripheral shape of the easy-molded paper was punched and removed with a Thomson mold to obtain a simultaneously molded decorative fiber molded product.
  • the first molded simultaneous decorated fiber molded product thus obtained had a beautiful pattern on the surface of the molded simultaneous decorated fiber molded product without fading.
  • the second molded simultaneous decorated fiber molded product was also beautiful with no color change on the surface of the molded simultaneous decorated fiber molded product.
  • Comparative Example 1 A design was formed on one side of an easily-formed paper (Cartiere Cariolaro) made of 100% pulp and having fine wrinkles formed on one side using an offset printing machine. Next, the easily formed paper was placed in a room set at room temperature of 15 ° C. and humidity of 29% for 5 hours to make the water content of the easily formed paper 3%. Subsequently, it was press-molded into a molded product shape in advance, and molded into a three-dimensional shape along the cavity surface of the mold.
  • an easily-formed paper (Cartiere Cariolaro) made of 100% pulp and having fine wrinkles formed on one side using an offset printing machine.
  • the easily formed paper was placed in a room set at room temperature of 15 ° C. and humidity of 29% for 5 hours to make the water content of the easily formed paper 3%. Subsequently, it was press-molded into a molded product shape in advance, and molded into a three-dimensional shape along the cavity surface of the mold.
  • hemp and mulberry were used as the main fibrous materials
  • starch was used as the polymer binder
  • water was added and kneaded to obtain a molding material.
  • the easy-forming paper was fixed to the cavity surface of a pulp injection mold heated to 155 to 170 ° C., and the mold was clamped to fill the molding material. Next, a 0.20 mm gap was formed on the parting surface of the mold, and the molding material was dried and solidified by releasing and removing water vapor for 1 minute.
  • the mold was opened to obtain a fiber molded product in which easy-molding paper was integrated, and the peripheral shape of the easy-molded paper was punched and removed with a Thomson mold to obtain a simultaneously molded decorative fiber molded product.
  • the first molded simultaneously decorated fiber molded product thus obtained had a faint color on the pattern on the surface of the molded simultaneous decorated fiber molded product.
  • the ink of the pattern of the first molded simultaneous decorated fiber molded product transferred to the mold is re-transferred to the surface of the second molded simultaneous decorated fiber molded product, and the color change Occurred.
  • the easily molded paper contracted, so that it became a molded simultaneous decorated fiber molded product with poor alignment accuracy.
  • the present invention relates to a molded simultaneous decorated fiber molded product and a method for manufacturing the same, and particularly to a molded simultaneous decorated fiber molded product that can be beautifully decorated and a method for manufacturing the same.

Landscapes

  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】　美麗な加飾が可能な成形同時加飾繊維成形品とその製造方法を提供する。 【解決手段】　微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙１にあらかじめ図柄２を形成し、易成形用紙１を金型３に挟み込み、次いで型締めし、次いで繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料５として用い、加熱した金型３のキャビティ４内に成形材料５を充填し、次いで金型３のパーティング面の間に０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、この間隙から前記キャビティ４内で発生した水蒸気を放出除去して成形材料５を乾燥し固化させ、次いで型開きして易成形用紙１が表面に一体成形された繊維成形品６を得るように構成した。

Description

成形同時加飾繊維成形品とその製造方法
　本発明は成形同時加飾繊維成形品とその製造方法に関し、特に美麗な加飾が可能な成形同時加飾繊維成形品とその製造方法に関するものである。
　従来、繊維成形品の製造方法として、繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料として用い、加熱した金型のキャビティ内に前記成形材料を充填し、次いで前記金型のパーティング面の間に、０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、この間隙から前記キャビティ内で発生した水蒸気を放出除去して前記成形材料を乾燥し固化させ、繊維成形品を得る飾繊維成形品の製造方法があった（たとえば、特許文献１～２参照）。
　上記製造方法に用いる繊維性主材料としてパルプが多用されることから、上記の繊維成形品の製造方法はパルプ射出成形（Pulp Injection Molding、PIM（登録商標））とも呼ばれている。
特許２９１６１３６号公報 特許３０８４２１６号公報
　上記のような従来の繊維成形品では、美麗な加飾を行うのが困難であるという課題があった。
　すなわち、繊維成形品に加飾を行うには、繊維成形品にスクリーン印刷法などの手段を用いることができるが、繊維成形品が平坦形状でなければならず、適用範囲の制約が大きい。また、成形材料を着色することにより繊維成形品を加飾することができるが、繊維成形品全体を単一色にできるにとどまり、美麗な加飾とは言えない。
　そこで、あらかじめプラスチックシートに美麗な加飾を行い、これを繊維成形品を製造する金型にあらかじめ挟み込み、繊維成形品と一体化して成形することが考えられる。このような加飾法は、あらかじめプラスチックシート状に加飾を行うため美麗な図柄等を形成することが可能であり、立体形状の成形品表面に一体化することが可能なため、プラスチック成形品の加飾に多用され、インサート成形法、成形同時加飾法とも呼ばれている。
　しかし、上記加飾法はプラスチックシートを用いるため、繊維成形品の製造方法における乾燥工程において、成形材料に含まれる水分を水蒸気として外部に放出することがうまくできず、繊維成形品の製造方法に適用するのは困難であった。
　また、プラスチックシートに代えて、水蒸気の透過が良好な不織布を用いることも考えられるが、繊維成形品の製造方法における乾燥工程では、プラスチック成形品の製造方法と比較しても、高い温度で長い時間加熱されるため、不織布が乾燥工程において加えられる熱によって溶融し、やはり適用するのは困難であった。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、美麗な加飾が可能な成形同時加飾繊維成形品とその製造方法を目的とする。
　上記の目的を達成するために、第１の発明は、微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙にあらかじめ図柄を形成して加飾し、易成形用紙を金型に挟み込み、次いで型締めし、次いで繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料として用い、加熱した金型のキャビティ内に成形材料を充填し、次いで金型のパーティング面の間に０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、この間隙から前記キャビティ内で発生した水蒸気を放出除去して成形材料を乾燥し固化させ、次いで型開きして易成形用紙が表面に一体成形された繊維成形品を得る成形同時加飾繊維成形品の製造方法である。
　このように構成すると、易成形用紙が繊維成形品と一体化したものとなる。
　第２の発明は、第１の発明の構成において、前記金型に挟み込む前の前記易成形用紙が、前記金型内での昇温が抑制される含水量に設定された、成形同時加飾繊維成形品の製造方法である。
　このように構成すると、成形時に易成形用紙の昇温が抑制される。
　第３の発明は、第２の発明の構成において、前記金型に挟み込む前の前記易成形用紙の含水量が５～１０％である、成形同時加飾繊維成形品の製造方法である。
　このように構成すると、金型に挟み込む前の易成形用紙の含水量が、色うつりや色かすれが生じさせない最適な含水量となる。
　第４の発明は、第１の発明の構成において、図柄が形成された易成形用紙が、金型の前記キャビティ面形状に沿うよう立体形状に予備成形されたものである、成形同時加飾繊維成形品の製造方法である。
　このように構成すると、金型内で易成形用紙がキャビティ面にきちんと沿う。
　第５の発明は、第１～３のいずれかの発明の構成において、型開きした後、前記繊維成形品の周囲形状に沿って不要な前記易成形用紙を除去する、成形同時加飾繊維成形品の製造方法である。
　このように構成すると、不要部分が除去され美麗な成形同時加飾が可能となる。
　第６の発明は、繊維成形品の表面に、微細な皺が一面に形成され、見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙が積層され、易成形用紙が加飾されている、成形同時加飾繊維成形品である。
　このように構成すると、すべて繊維質材料で構成される。
　第７の発明は、第４の発明の構成において、繊維成形品の表面と、易成形用紙の表面との間に段差がない成形同時加飾繊維成形品である。
　このように構成すると、繊維成形品と易成形用紙との一体感がある加飾繊維成形品の表面形状になっている。
　以上説明したように、第１の発明は、易成形用紙が繊維成形品と一体化し、加熱乾燥工程で水蒸気は金型内からきちんと除去されるが易成形用紙の図柄は損なわれないため、成形同時加飾が可能となる。また、加飾手段の制約が少ないため、様々な表現が可能になる。
　第２の発明は、第１の発明の効果に加えて、金型に挿入する前の易成形用紙が、一定の含水量に設定される。そのため、成形時の金型の熱により、易成形用紙の水分が蒸発して、水分の量が低下し、易成形用紙に形成された図柄のインキが金型に付着することがない。その結果、色かすれと色うつりを防止することができる。
　第３の発明は、第２の発明の効果をさらに高めて、金型に挟み込む前の前記易成形用紙の含水量が最適となるため、色うつりや色かすれのない、設計時に想定した精度の範囲内の美麗な成形品ができる 。
　第４の発明は、第１～３の発明の効果に加えて、金型内でキャビティ面にきちんと沿うため、成形材料が裏回りしたりせず、立体形状に成形同時加飾がより確実に可能となる。
　第５の発明は、第１の発明の効果に加えて、不要部分を除去するため、成形品の周囲形状が美麗な成形同時加飾が可能となる。
　第６の発明は、すべて繊維質材料で構成されるため、手触りがよい。また、リサイクル時に分別等が不要となり、廃棄時も生分解が容易なものである。
　第７の発明は、第４の発明の効果に加えて、繊維成形品と易成形用紙との一体感があるため、貼り付けに見えない。
本発明に用いる易成形用紙の一例を示す断面図である。 本発明に用いる易成形用紙の一面に形成された微細な皺の一例を示す写真である。 本発明の一実施例を示す断面図である。 本発明の一実施例を示す断面図である。 本発明の一実施例を示す断面図である。 本発明の一実施例を示す斜視図である。
　次に、本発明の第１の実施の形態について図を参照しながら説明する。
　本発明の成形同時加飾繊維成形品７の製造方法は、微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙１にあらかじめ図柄２を形成し、前記易成形用紙１を金型に挟み込み、次いで型締めし、次いで繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料５として用い、加熱した金型のキャビティ内に前記成形材料５を充填し、次いで前記金型のパーティング面の間に０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、前記間隙から前記キャビティ内で発生した水蒸気を放出除去して前記成形材料５を乾燥し固化させ、次いで型開きして前記易成形用紙１が表面に一体成形された繊維成形品６を得るように構成したものである。
　まず、微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙１に、あらかじめ図柄２を形成して加飾する（図１参照）。
　易成形用紙１としては、微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくしたものを用いる（図２参照）。このような構成の易成形用紙１は、立体成形性に優れるため、立体形状を有する繊維成形品６の表面に一体化して積層する際、しわや破れなどが生じることなく美麗に積層することが可能である。また、後に行う乾燥工程において、水蒸気の透過性に優れる。また、乾燥工程において加えられる加熱によっても用紙自体に変質が生じない。
　易成形用紙１としては、さらに具体的には、次のような製造方法によって得たものを使用するとよい。すなわち、紙中水分を２０～５０％に調整した湿紙を、ロールの幅向に一定間隔で溝を周方向に設けた金属ロールと平滑なゴムロールから成る収縮付与装置を用い、金属ロールの周速に対してゴムロールの周速が遅いプレスロールから成る収縮付与装置に通紙して紙匹を収縮させ、処理後に乾燥することによって、縦方向及び横方向の破断伸びが１５～５０％である易成形用紙１を得ることがきる（特許３４０７１１４号等参照）。
　易成形用紙１の原料となる天然パルプとしては、針葉樹や広葉樹を用いた木材パルプ、ケナフやバガスなどの非木材パルプ、古紙パルプなど通常の製紙用原料であれば特に制限されるものではないが、汎用性などの点から木材パルプの使用が好適である。この木材パルプの叩解度は、伸び特性、強度、抄紙性などからＣＳＦ２００～４５０ｍｌが好適であり、より好ましくはＣＳＦ２５０～４００ｍｌである。天然パルプの配合率は５０％以上であることが好ましい。
　このような構成の易成形用紙１上に、各種印刷法などの手段により図柄２を形成して加飾を行う。印刷法としては、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法などの手段を用いることができる。また、インクジェット印刷法など、版を用いない手段によって図柄２を形成してもよい。図柄２を形成するインクとしては、着色材として染料や顔料などを用いるとよい。図柄２は、易成形用紙１の上にインキ層として積層するように形成するとよい。また、易成形用紙１を構成する繊維にインキが含浸するようにして図柄２を形成してもよい。
　なお、インクの着色材やバインダーとして、天然素材由来のものや生分解性を有するものを利用することにより、成形同時加飾繊維成形品７を再利用したり廃棄したりする際、環境対応をより容易にすることが可能となる。
　次いで、易成形用紙１を金型３に挟み込み、次いで型締めを行う（図３参照）。
　金型３としては、繊維成形品６を得るために用いる成形材料５を注入可能で、加熱により成形材料５に含有される水分を水蒸気として排出除去して乾燥させるように構成されたパルプ射出成形法に使用するものを用いる（特許２９１６１３６号公報、特許３０８４２１６号公報等参照）。
　金型３のキャビティ面に易成形用紙１を確実に沿わせるようにするため、易成形用紙１をあらかじめキャビティ面の形状に立体成形しておいてもよい（予備成形）。立体成形はプレス法など、既知の手段により行うとよい。易成形用紙１がキャビティ面に沿うように配置することにより、後に行う成形材料５の充填工程において、易成形用紙１の最終的に最表面に位置する側の面に成形材料５が回り込む不具合（裏回りとも言う）を防止することができる。
　次いで、繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料５として用い、加熱した金型３のキャビティ４内に前記成形材料５を充填する（図４参照）。
　繊維性主材料としては、針葉樹や広葉樹を用いた木材パルプ、ケナフやバガスなどの非木材パルプ、古紙パルプなど通常の製紙用原料を用いることができる。また、紙ごみ、故紙、綿布、麻、籾殻、豆腐殻、木粉のような天然の繊維性のもの、およびガラス繊維、並びにナイロン、ポリアクリル、ポリエステルのような合成樹脂からなる繊維の何れでも使用できるが、特に紙ごみ、故紙のような紙繊維が好ましい。なお、このような紙繊維の繊維長さは短いので、強度を必要とする成形品の場合には、他の繊維を５％～４０％、好ましくは５％～２０％複合すると効果的であり、複合する繊維の長さは、３ｍｍ～１０ｍｍが好ましい。
　高分子結合材としては、繊維性主材料と混練する際には、水に可溶であるか、低粘度のエマルジョンを形成し、水を気化除去した際には、固形状で成形品の離型が容易なものが好ましく、澱粉、ポリビニールアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリイタコン酸、カルボキシメチルセルローズ、並びにこれらの共重合体のような水溶性高分子材料が使用でき、またユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステルのような本来は水溶性でない熱硬化性樹脂でも、その初期縮合物が水溶液もしくはエマルジョンとなるものは使用できる。
　上記した繊維性主材料に、上記した高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料５とする。成形材料５の配合割合は、たとえば、繊維性主材料を５０％～９０％、好ましくは６０％～８０％、高分子結合材を１０％～５０％、好ましくは２０％～４０％、水を２０％～８０％、好ましくは３０％～７０％にするとよい。
　金型３の加熱は、たとえば、キャビティ４を形成する型壁面の温度が１２０℃～２４０℃、好ましくは１６０℃～２２０℃となるように加熱するとよい。
　次いで、前記金型３のパーティング面の間に０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、前記間隙から前記キャビティ４内で発生した水蒸気を放出除去して前記成形材料５を乾燥し固化させる。
　成形材料５を加熱した金型３のキャビティ４内に充填することにより、混練時に添加した水は瞬時に気化され、その蒸気圧により繊維性主材料は発泡され、同時に繊維性主材料は、蒸気圧によりキャビティ４内に充満されてその壁面に押圧されるので、肉厚変化の大きな成形品でも良好な転写性で成形され、また気化した水蒸気は、金型３間の隙間から排気除去されて成形品の固化が速やかに行われる。易成形用紙１は通気性に優れるため、乾燥工程における水蒸気の排出の妨げにならない。また、易成形用紙１は、パルプ等の耐熱性に優れた素材から形成されたものであるため、乾燥工程の加熱によって溶融や黄変などの変質を生じることもない。
　次いで、型開きして易成形用紙１が繊維成形品６の表面に一体成形された成形同時加飾繊維成形品７を得ることができる（図５参照）。
　上記のような成形同時加飾繊維成形品７において、成形時に、易成形用紙１に形成された図柄２の一部のインキが金型３内に転移し、成形同時加飾繊維成形品７表面の図柄２にかすれが生じる場合がある（それを「色かすれ」という）。また、上記のような図柄２のインキが転移した金型３を成形に使用することで、その転移した図柄３のインキが、その後に成形した成形同時加飾繊維成形品７表面に再転移する場合がある（それを「色うつり」という）。
　そのように色かすれや色うつりが発生した場合には、易成形用紙１を、成型時の金型３の熱によって易成形用紙１の昇温が抑制される程度の含水量に設定することも有益である。なぜなら、色かすれと色うつりは、易成形用紙１の含水量が少ない場合に、金型３内で易成形用紙１が昇温し、易成形用紙１に形成された図柄２のインクの温度が上昇し、金型３内に転移することによって生じるからである。すなわち、含水量が一定以上あることで、易成形用紙１の昇温が成型品内で抑えられ、金型３内への色うつりを防止することが可能である。
　このような含水量の調整は、例えば、金型３に挟み込む前に、調湿が可能な部屋で一定時間保管することによって行うことができる。
　また、易成形用紙１の含水量は、易成形用紙１の形状にも影響する。すなわち、易成形用紙１は、伸縮性が良いため、含水量の変化により伸縮が起こりやすく成型時の位置合わせに大きく影響する。
　そこで、好ましくは、易成形用紙１の含水量を５～１０％にするとより効果的である。具体的には、その範囲を逸脱すると、以下のような不具合が生じる。すなわち、上限を越えると、易成形用紙１が水分によって伸長するため、易成形用紙１の位置合わせ精度が悪くなる。また、下限を下回ると、易成形用紙１が収縮するため、易成形用紙１の位置合わせ精度が悪くなる。さらに、成型時に色うつりと色かすれが発生する。
　なお、本発明でいう易成形用紙１の含水量とは、以下の意味で用いる。すなわち、水分を含有した易成形用紙１の全体重量に対して、易成形用紙１が含有する水分の重量が占める割合をパーセンテージで示した値をいうものとする。また、易成形用紙１の含水量は、水分計で測定することができる。例えば、株式会社ケツト科学研究所製のHK-300シリーズなどを用いることができる。
　最後に、必要に応じて繊維成形品６周囲の易成形用紙１の不要領域を、プレス法、トムソン法などの手段によって除去することにより、美麗な成形同時加飾繊維成形品７を得ることができる（図６参照）。
　このようにして得た成形同時加飾繊維成形品７は、繊維成形品６のキャビティ面に接する領域と、易成形用紙１のキャビティ面に接する領域との間に段差が生じず、表面が面一の一体感に優れたものとなる。また、繊維成形品６と易成形用紙１は、水素結合により強固に密着するため、接着剤等を用いることなく一体化させることが可能である。また、易成形用紙１と繊維成形品６は、いずれもパルプなどの繊維質材料から形成されるものであり、その手触りは独特の柔らかいものである。さらに、再利用時や廃棄時も、いずれもパルプなどの繊維質材料から形成されるものであるため、その処理が極めて容易な環境配慮型の製品となる。
《実施例１》
　パルプ１００％からなり一面に微細な皺が形成された易成形用紙（カルティエレ・カリオラロ社製）の片面に、インクジェットプリンタを用いて図柄を形成した。この易成形用紙を、あらかじめ成形品形状にプレス成形し、金型のキャビティ面に沿う立体形状に成形した。
　また、繊維性主材料として麻とコウゾを、高分子結合材として澱粉をそれぞれ用い、水を添加して混練し、成形材料を得た。
　１５５～１７０℃に加熱されたパルプインジェクション用金型のキャビティ面に、上記の易成形用紙を固定し、型締めして上記の成形材料を充填した。次いで金型のパーティング面に０．２０ｍｍの隙間を形成し、１～２分間水蒸気を放出除去して成形材料を乾燥し固化させた。
　次いで、型開きして易成形用紙が一体化された繊維成形品を得、易成形用紙の周囲形状等をトムソン型で打ち抜き除去して成形同時加飾繊維成形品を得た。
　このようにして得た成形同時加飾繊維成形品は、立体形状に美麗な加飾がされたものであった。易成形用紙には皺や破れがなく、易成形用紙と繊維成形品とが強固に一体化されたものであり、接合箇所にも段差がなく美麗なものであった。
《実施例２》
　パルプ１００％からなり一面に微細な皺が形成された易成形用紙（カルティエレ・カリオラロ社製）の片面に、オフセット印刷を用いて図柄を形成した。次いで、この易成形用紙を室温２５℃、湿度５０％に設定された室内で５時間安置し、易成形用紙の含水量を１０％にした。次いで、あらかじめ成形品形状にプレス成形し、金型のキャビティ面に沿う立体形状に成形した。
　また、繊維性主材料として麻とコウゾを、高分子結合材として澱粉をそれぞれ用い、水を添加して混練し、成形材料を得た。
　１５５～１７０℃に加熱されたパルプインジェクション用金型のキャビティ面に、上記の易成形用紙を固定し、型締めして上記の成形材料を充填した。次いで金型のパーティング面に０．２０ｍｍの隙間を形成し、１分間水蒸気を放出除去して成形材料を乾燥し固化させた。
　次いで、型開きして易成形用紙が一体化された繊維成形品を得、易成形用紙の周囲形状等をトムソン型で打ち抜き除去して成形同時加飾繊維成形品を得た。
　上記の工程を２回繰り返し、２つの成形同時加飾繊維成形品を得た。
　このようにして得た１つ目の成形同時加飾繊維成形品は、成形同時加飾繊維成形品表面の柄が、色かすれのない美麗なものであった。また、２つ目の成形同時加飾繊維成形品も、成形同時加飾繊維成形品表面に、色うつりのない美麗なものであった。
《比較例１》
　パルプ１００％からなり一面に微細な皺が形成された易成形用紙（カルティエレ・カリオラロ社製）の片面に、オフセット印刷機を用いて図柄を形成した。次いで、この易成形用紙を室温１５℃、湿度２９％に設定された室内で５時間安置し、易成形用紙の含水量を３％にした。次いで、あらかじめ成形品形状にプレス成形し、金型のキャビティ面に沿う立体形状に成形した。
　また、繊維性主材料として麻とコウゾを、高分子結合材として澱粉をそれぞれ用い、水を添加して混練し、成形材料を得た。
　１５５～１７０℃に加熱されたパルプインジェクション用金型のキャビティ面に、上記の易成形用紙を固定し、型締めして上記の成形材料を充填した。次いで金型のパーティング面に０．２０ｍｍの隙間を形成し、１分間水蒸気を放出除去して成形材料を乾燥し固化させた。
　次いで、型開きして易成形用紙が一体化された繊維成形品を得、易成形用紙の周囲形状等をトムソン型で打ち抜き除去して成形同時加飾繊維成形品を得た。
　上記の工程を２回繰り返し、２つの成形同時加飾繊維成形品を得た。
　このようにして得た１つ目の成形同時加飾繊維成形品は、成形同時加飾繊維成形品表面の柄に色かすれが生じた。また、２つ目の成形時には、金型に転移した１つ目の成形同時加飾繊維成形品の柄のインキが、２つ目の成形同時加飾繊維成形品表面に再転移し、色うつりが生じた。また、１つ目、２つ目ともに、易成形用紙が収縮したため、位置合わせ精度の悪い成形同時加飾繊維成形品となった。
　本発明は成形同時加飾繊維成形品とその製造方法に関し、特に美麗な加飾が可能な成形同時加飾繊維成形品とその製造方法に関するものである。
　　１　　易成形用紙
　　２　　図柄
　　３　　金型
　　４　　キャビティ
　　５　　成形材料
　　６　　繊維成形品
　　７　　成形同時加飾繊維成形品

Claims (7)

  1. 　微細な皺を一面に形成し見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙に、あらかじめ図柄を形成して加飾し、
    　前記易成形用紙を金型に挟み込み、
    　次いで型締めし、
    　次いで繊維性主材料に高分子結合材および水を添加して混練した混合物を成形材料として用い、加熱した金型のキャビティ内に前記成形材料を充填し、
    　次いで前記金型のパーティング面の間に０．０２～０．５０ｍｍの間隙を形成し、前記間隙から前記キャビティ内で発生した水蒸気を放出除去して前記成形材料を乾燥し固化させ、
    　次いで型開きして前記易成形用紙が表面に一体成形された繊維成形品を得ることを特徴とする成形同時加飾繊維成形品の製造方法。
  2. 　前記金型に挟み込む前の前記易成形用紙が、前記金型内での昇温が抑制される含水量に設定された請求項１記載の成形同時加飾繊維成形品の製造方法。
  3. 　前記金型に挟み込む前の前記易成形用紙の含水量が５～１０％である、請求項２記載の成形同時加飾繊維成形品の製造方法。
  4. 　前記図柄が形成された前記易成形用紙が、前記金型の前記キャビティ面形状に沿うよう立体形状に予備成形されたものである請求項１～３のいずれかの請求項記載の成形同時加飾繊維成形品の製造方法。
  5. 　型開きした後、前記繊維成形品の周囲形状に沿って不要な前記易成形用紙を除去する請求項１～３のいずれかの請求項記載の成形同時加飾繊維成形品の製造方法。
  6. 　繊維成形品の表面に、微細な皺が一面に形成され見かけ上の寸法を小さくした易成形用紙が積層され、前記易成形用紙が加飾されていることを特徴とする成形同時加飾繊維成形品。
  7. 　前記繊維成形品の表面と前記易成形用紙の表面との間に段差がない請求項６記載の成形同時加飾繊維成形品。
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