(57)【要約】      （修正有）【課題】上面部、側面部及び底面部を一体に成形した紙成形品を形成する場合に、成形作業が容易で、製造コスト的に有利となるのみでなく、成形された紙成形品の少なくとも側面部に皺を形成することにより潰れにくく強度的にも問題のない、紙成形品とその製造方法を提供する。【解決手段】片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙を積層した紙基材をプレスし、上面部２、側面部３及び底面部４を一体に成形した紙成形品１であって、少なくとも側面部３に形成した皺を、熱プレス又は高周波プレスにより相互に熱融着させて多数の補強部５としたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙を積層した紙基材をプレスし、上面部、側面部及び底面部を一体に成形した紙成形品であって、
少なくとも前記側面部に形成した皺を、熱プレス又は高周波プレスにより相互に熱融着させて多数の補強部としたことを特徴とする紙成形品。
【請求項２】
前記接着剤は、水溶性の接着剤である請求項１に記載の紙成形品。
【請求項３】
一対の雄型と雌型からなる成形型間に、複数枚の薄紙を積層した紙基材を配置し、前記成形型を相対的に近接離間作動し前記紙基材を加圧成形する紙成形品の製造方法において、
前記紙基材を片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙により構成し、前記雄型の凸部外周面と雌型の凹部内側面との間に前記紙基材の厚さの数倍の隙間を設け、当該成形型間に前記紙基材を配置し、加熱された前記成形型により前記紙基材を熱プレス又は高周波プレスし、前記雄型の凸部外周面と雌型の凹部内側面との間で前記紙基材に形成した皺を相互に熱融着させて多数の補強部を形成することを特徴とする紙成形品の製造方法。
【請求項４】
前記薄紙は、片面に接着剤を塗布した後、常温常圧常湿状態下で乾燥させたものである請求項３に記載の紙成形品の製造方法。
【請求項５】
前記接着剤は、水溶性の接着剤である請求項３又は４に記載の紙成形品の製造方法。
【請求項６】
前記薄紙が、厚さ０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであるとき、前記雌型の凹部内側面と雄型の凸部外周面との間は、４ｍｍ〜１０ｍｍにしたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の紙成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皺部を相互に密着することにより補強機能を発揮させた紙成形品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から使い捨てを目的として種々の紙成形品が多用されている。これら紙成形品は、例えば、紙容器、紙製食器などがあるが、紙のみでは剛性あるいは強度が不足するために、表面にプラスチック層を有する厚紙を使用してプレス成形するか、あるいは紙基材に熱硬化性樹脂を含浸させ、これを熱プレスにより硬化させている。ところが、紙成形品の補強に使用した樹脂は、廃棄したときに土中の微生物により分解されず、環境保護の点から好ましくないことから、最近では、下記特許文献１、２のように、紙のみを用いたものとしている。
【０００３】
特許文献１のものは、筒状の胴部と円盤状の底板を有する紙容器を形成する場合に、筒状の胴部を内層材と外層材から構成し、両端開口部をカールさせて強度を付与するようにしたものである。
【０００４】
特許文献２のものは、紙容器を深絞りにより形成する場合に、成形時に紙基材が破断することがあるので、これを防止するために、容器のフランジ部となる紙基材を押えながら第１のプレス加工を行ない。その後、フランジ部に生じる皺を潰しながら、さらに深く絞る第２のプレス加工を行なうものである。
【特許文献１】特開２００５−３５５９３号公報（要約、図１参照）
【特許文献２】特開２００３−１６０１１９号公報（要約、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、筒状の胴部を内層材と外層材から構成し、両端開口部をカールさせて強度を付与すれば、成形が面倒になるのみでなく、製造コスト的にも不利となる。
【０００６】
また、特許文献２のように、深絞り成形のプレス加工を第１段階と第２段階に分けて行なうと、成形作業が面倒となり、製造コスト的に不利となるのみでなく、成形された紙容器の側面が強度的に弱く、潰れ易いという不具合もある。
【０００７】
さらに、前述した紙容器、紙製食器などは、外観を重視し、皺がないように成形しているが、紙成形品によっては、皺を有するものであってもよい。例えば、土中に埋設する園芸用品や、段ボール箱内に収納される梱包用緩衝材などは、外観の形態の如何を問わないものであり、これら紙成形品は、ある程度皺を有するものであっても問題はない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、上面部、側面部及び底面部を一体に成形した紙成形品を形成する場合に、成形作業が容易で、製造コスト的に有利となるのみでなく、成形された紙成形品の少なくとも側面部に皺を形成することにより潰れにくく強度的にも問題のない、紙成形品とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙を積層した紙基材をプレスし、上面部、側面部及び底面部を一体に成形した紙成形品であって、少なくとも前記側面部に形成した皺を、熱プレス又は高周波プレスにより相互に熱融着させて多数の補強部としたことを特徴とする紙成形品である。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項３に記載の発明は、一対の雄型と雌型からなる成形型間に、複数枚の薄紙を積層した紙基材を配置し、前記成形型を相対的に近接離間作動し前記紙基材を加圧成形する紙成形品の製造方法において、前記紙基材を片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙により構成し、前記雄型の凸部外周面と雌型の凹部内側面との間に前記紙基材の厚さの数倍の隙間を設け、当該成形型間に前記紙基材を配置し、加熱された前記成形型により前記紙基材を熱プレス又は高周波プレスし、前記雄型の凸部外周面と雌型の凹部内側面との間で前記紙基材に形成した皺を相互に熱融着させて多数の補強部を形成することを特徴とする紙成形品の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の本発明は、片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙を積層した紙基材をプレスし、上面部、側面部及び底面部を一体に成形した紙成形品を形成する場合に、少なくとも側面部に多数の皺を形成し、これら皺を相互に熱融着させて多数の補強部としたので、紙成形品の側面部自体が補強部により補強され、上下あるいは側面方向からの圧力に対し潰れにくい、強度的にも問題のない、紙成形品となる。また、紙成形品は、比較的精度を要することのない、単なる絞り成形により形成できるので、成形が容易で、コスト的にも極めて有利となる。しかも、フランジ部などのような上面部にも皺による補強部を形成すれば、さらに強度を有する紙成形品となる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、紙基材を片面に接着剤が塗布された複数枚の薄紙により構成し、雄型の凸部外周面と雌型の凹部内側面との間に紙基材の厚さの数倍の隙間を設けた状態で紙基材を熱プレス又は高周波プレスするので、紙成形品の少なくとも側面部に皺を形成し易く、これを相互に熱融着させるので、円滑に補強部を形成することができる。特に、複数段階のプレスではないため、製造工程が極めて簡素化され、製造コスト的にも有利となる。また、多種類の紙成形品を形成する場合であっても、雌型と雄型の間の隙間が大きいので、段取り変えなどを頻繁にする必要もなく、この点でもコスト的に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る紙成形品を示す斜視図、図２は図１の２−２線に沿う断面図、図３は同紙成形品を成形するために使用される紙基材を示す断面図、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は同紙成形品を成形する製造方法を段階的に示す概略断面図である。
【００１５】
まず、本実施形態に係る紙成形品１は、図１，２に示すように、フランジ部などの平坦な部分からなる上面部２と、円筒状の側面部３と、平坦な底面部４を有し、これらを積層された薄紙からなる紙基材により一体に成形したものである。
【００１６】
上面部２と側面部３には、補強部５が形成されているが、これは、例えば、紙成形品１を持ち上げる場合に上面部２の変形を防止したり、物品を内部に収納した場合に側面部３の膨出などの変形を防止することができる。
【００１７】
特に、本実施形態の補強部５は、紙成形品１を成形する場合に、使用材料である紙基材１０自体によりに多数の皺を形成し、これら皺を相互に熱融着させることにより形成している。紙基材１０は、図３に示すような、片面に接着剤Ｓが塗布された薄紙１１を複数枚積層したものが使用される。このような紙基材１０を使用すれば、一対の金型間に配置し、絞りを加えて成形するとき、各薄紙１１自体に縦皺ができたり、あるいは積層された複数枚の薄紙１１全体としての縦皺ができるので、これらを相互に熱融着させると、上下方向からの加圧力に対しては極めて強度を有する補強部５を形成することができる。
【００１８】
紙成形品１の成形について、さらに詳述する。本実施形態の紙基材１０は、片面に接着剤Ｓが塗布された所定幅の薄紙１１を使用するが、ロール状に巻回されたものから引き出し、引き出されたものを所定形状の打ち抜き型を用いて打ち抜いたものを使用しても良く、また、所定長に裁断されたものを直接使用しても良い。
【００１９】
ここにおいて、薄紙１１としては、例えば、容器や梱包用緩衝材などを成形する場合には、厚さｔが０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のクラフト紙を使用することができるが、これは、予め接着剤Ｓが塗布され、常温常圧常湿の環境下で乾燥させたものである。このような環境下で乾燥すれば、各薄紙１１の含水率が略７％程度となり、後に熱プレス又は高周波プレスする場合の皺相互の熱融着が確実にでき、成形した後に直ちに成形型２０内から成形品を取り出すことができ、作業性及び製造コスト的にきわめて有利となる。
【００２０】
また、接着剤Ｓとしては、水溶性、熱硬化性、ホットメルトなどの接着剤を使用することができるが、土壌微生物にも分解され易い水溶性の接着剤を使用することが好ましい。
【００２１】
本実施形態では、紙基材１０は、図４（Ａ）に示すように、薄紙１１がロール状に巻回されたものを複数個準備し、各ロールＲ１，Ｒ２，Ｒ３から引き出された薄紙１１は、打ち抜き型（図示せず）により打ち抜かれた所定径Ｄの円盤状のものが使用される。
【００２２】
この円盤状の薄紙１１は、打ち抜きつつ同一面上で複数枚積層したものを紙基材１０として、図４（Ｂ）に示すように、後述の雌型２２上に供給することが好ましい。
【００２３】
なお、紙基材１０は、各ロールＲ１，Ｒ２，Ｒ３から引き出された薄紙１１を所定長に裁断したものを直接雌型２２上で同一面上に積層しても良く、一旦整列させた後に雌型２２上にセットしてもよい。いすれにしても、積層された紙基材１０は、最下位のものは接着剤Ｓ側が上面となるように、最上位のものは接着剤Ｓ側が下面となるように配置することが好ましい。
【００２４】
本実施形態における成形型２０は、図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、先端に向かって先細り状となるようにある程度テーパが形成された雄型２１と、雄型２１と対応するように上方に向って拡開された形状の雌型２２とから構成されている。特に、本実施形態の成形型２０は、雄型２１の凸部２１ａの外周面２１ｂと、雌型２２の凹部２２ａの内側面２２ｂとの間には、雄型２１と雌型２２を型合せした場合に、紙基材１０の厚さＴの数倍の隙間Ｇが生じるように離間している。
【００２５】
このような成形型２０の構成は、成形後の離型性の向上と、皺の形成容易化を図ることができる。つまり、雄型２１と雌型２２を近接したとき、両者の側面部分で隙間Ｇがあると、ここでの紙基材１０は、縦方向に伸びる多数の皺を容易に形成することができ、雄型２１の凸部２１を雌型２２の凹部２２ａ内に嵌合した場合に、多数の皺が押し潰され、相互に重なり合ったものが熱融着され、側面部３に補強部５が形成されることになる。
【００２６】
前記隙間Ｇは、より具体的には、薄紙１１の厚さｔが、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであるとき、４ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましいことが実験により判明している。
【００２７】
ただし、雄型２１の凸部２１ａの先端面２１ｃと、雌型２２の凹部２２ａの底面２２ｃとの間は、紙基材１０の厚さＴより小さく設定され、紙成形品１の底面部４となる部分は、皺が生じないきっちりとした平面が形成されるようにしている。このようにすれば、容器の場合には、底面がフラットになり、設置安定性が確保される。
【００２８】
また、成形型２０としては、例えば、内部に加熱手段２３，２４が設けられ、１８０℃〜２００℃程度に加熱されている。このような熱プレス用の成形型２０を使用すれば、積層された紙基材１０の接着剤Ｓが、この紙基材１０が含有する水分が追い出され、これによって接着剤Ｓが軟化して接着するので、接着を行なうに要する時間が極めて短く、成形品も型から直ちに取り出すことができ、作業性が向上する。なお、成形型２０の材質としては、アルミニウム合金などを使用することが好ましい。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
まず、各ロールＲ１，Ｒ２，Ｒ３から引き出された、片面に接着剤Ｓが塗布された薄紙１１を、打ち抜き型により所定径Ｄの円盤状に打ち抜いた後、これを雌型２２上に供給し、積層した状態の紙基材１０とする。紙基材１０の積層状態は、図３に示すように、最下位のものの接着剤Ｓ側が上、最上位のものの接着剤Ｓ側が下となるように配置する。
【００３１】
雄型２１を下降すると、紙基材１０は、次第に雌型２２内に押し込まれるが、雄型２１は、先端に向かって先細りテーパとされ、雌型２２は、上方に向って拡開された形状となっているので、紙基材１０は、広い開口の雌型２２の上面部分から取り込まれ、比較的小さな雄型２１の先端にかけて絞り込まれることになり、多量の皺が形成されつつ、押し込まれる。特に、本実施形態では、雄型２１の凸部２１ａの外周面２１ｂと、雌型２２の凹部２２ａの内側面２２ｂとの間の隙間Ｇが大きいので、ここで、縦方向に伸びる多数の皺を容易に形成することができる。
【００３２】
さらに、雄型２１を下降すると、雄型２１の凸部２１ａの外周面２１ｂと、雌型２２の凹部２２ａの内側面２２ｂとの間で次第に多量の皺が押し潰され、相互に重なり合った状態になる。
【００３３】
そして、雄型２１の凸部２１ａが雌型２２の凹部２２ａに嵌合すると、相互に重なり合った多数の皺が完全に押し潰され、加熱状態の雄型２１と雌型２２の熱により各薄紙１１が含有する水分が追い出され、これによって接着剤Ｓが軟化し、皺相互が熱融着される。この状態は、雄型２１の基部面２１ｄと雌型２２の上面２２ｄとの間においても行なわれる。また、雄型２１の凸部２１ａの先端面２１ｃと、雌型２２の凹部２２ａの底面２２ｃとの間では、紙基材１０に皺が生じることはなく、きっちりとした平面が形成される。なお、紙基材１０の含水量が不足する場合には、霧吹きなどにより水分を補充してもよい。
【００３４】
この結果、雄型２１と雌型２２との間では、フランジ部からなる上面部２と、円筒状の側面部３と、平坦な底面部４を有する紙成形品１が形成されることになるが、上面部２と側面部３とは、補強部５が形成されたものとなる。
【００３５】
このようにして形成された紙成形品１は、きわめて短時間の内に固化するので、雄型２１を雌型２２から離間すると、直ちに取り出すことができる。
＜実験例＞
紙基材１０として、厚さｔが０．０７５ｍｍのクラフト紙を３枚使用し、その片面に水溶性接着剤Ｓである酢酸ビニルを塗布した。これを、常温常圧常湿の環境下で乾燥させ、各薄紙１１の含水率を略７％程度とした。
【００３６】
この紙基材１０を、１８０℃に加熱した成形型２０で加圧し、図５（Ａ）に示すような、上面部２の口径１２０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、底面部４の外径９０ｍｍという大きさを有し、補強部５が形成された円筒状の側面部３と、平坦な底面部４を有するコップ状容器の紙成形品１を形成した。
【００３７】
この紙成形品１を、図６に示すような、平板３０と加圧板３１との間で加圧したところ、圧縮値は、２７Ｋｇｆ（２６４．６Ｎ）であった。
【００３８】
同様の材料を用い、図５（Ｂ）に示すような、前記紙成形品１と同様の大きさを有し、補強部５のないコップ状容器１ａを形成して、同様の加圧実験を試みたところ、圧縮値は、９Ｋｇｆ（８８．２Ｎ）であった。
【００３９】
この結果、本発明に係る紙成形品１は、補強部５のないものに比し強度が３倍あることが判明した。
【００４０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態の紙成形品１は、フランジ部からなる上面部２と、円筒状の側面部３と、平坦な底面部４を有しているが、例えば、図７（Ａ）（Ｂ）に示すような、平坦な上面部２と、上面部２から凹設された側面部３と、底面部４を有する梱包用緩衝材であってもよく、さらに、容器や食器のみでなく、鉢などの園芸用品、帽子などであってもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態では、熱プレスにより成形しているが、これのみでなく高周波プレスにより加熱成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、補強機能を持たせた容器や梱包用緩衝材などの紙成形品を簡単に成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る紙成形品を示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】同紙成形品を成形するために使用される紙基材を示す断面図である。
【図４】同紙成形品を成形する製造方法を段階的に示す概略断面図である。
【図５】本発明品と従来品を示す概略斜視図である。
【図６】加圧実験の状態を示す概略断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の他の実施形態に係る紙成形品を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…紙成形品、
２…上面部、
３…側面部、
４…底面部、
５…補強部、
１０…紙基材、
１１…薄紙、
２０…成形型、
２１…雄型、
２１ａ…凸部、
２１ｂ…外周面、
２２…雌型、
２２ａ…凹部、
２２ｂ…内側面、
Ｇ…隙間
Ｓ…接着剤。
【図１】
2006327633.tif 000003
【図２】
2006327633.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006327633.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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