(57)【要約】【課題】本発明は、生産性や成形性に優れる乾式法により、消臭性能を有する活性炭混入量に見合った性能を発現可能な高い消臭／吸着性を発揮する、かつ充分な強度を有し、形状保持性、美粧性に優れる消臭パルプ成形体を提供することを目的とする。【解決手段】パルプを主体とする植物繊維、活性炭繊維、及び熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維とを乾式混合して、積繊して得られるマット状シートを、ホットエアーにて加熱処理後、雄雌一対のプレス金型で加熱・加圧し、前記熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維を介して前記植物繊維と活性炭繊維を固着して一体に成形されてなることを特徴とする消臭パルプ成形体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプを主体とする植物繊維、活性炭繊維、及び熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維とを乾式混合して、積繊して得られるマット状シートを、ホットエアーにて加熱処理後、雄雌一対のプレス金型で加熱・加圧し、前記熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維を介して前記植物繊維と活性炭繊維を固着して一体に成形されてなることを特徴とする消臭パルプ成形体。
【請求項２】
前記活性炭繊維が、燐酸が添着されてなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体。
【請求項３】
前記活性炭繊維が、炭酸カリウムが添着されなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体。
【請求項４】
前記活性炭繊維が、アミン化合物が添着されなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の消臭パルプ成形体の外形と嵌合可能な印刷絵柄層が形成された紙基材からなる成形体を、該紙基材からなる成形体が外面となるように前記消臭パルプ成形体に嵌合して複合一体化したことを特徴とする消臭パルプ成形体。
【請求項６】
前記紙基材からなる成形体の紙基材が、銅などの金属錯体をパルプ繊維に添着されたパルプ繊維層を湿式抄造法により抄紙された多層抄き紙基材の中間層に配したことを特徴とする請求項５記載の消臭パルプ成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器やトレー等の消臭パルプ成形体に係わり、さらに詳細には、乾式法により成形されてなる消臭性能を有する消臭パルプ成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、活性炭が配合された紙を湿式抄紙法や湿式パルプモールド製造法を用いて製造していた。
また、他の例として、活性炭とプラスチックの混合成形体（特許文献１参照。）や紙層間に活性炭を内在した間仕切り（特許文献２参照。）を設けた類似のものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３８１４５号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０５９６６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湿式抄紙法での製造となると白水中の活性炭流出量が多く、歩留まり率の低下や抄紙機の汚れ等の原因となり、製造面及びコスト面での制約が大きい。また、二次元の紙から三次元体を成形するためには、通常角部が存在し、絞り加工によって三次元曲率形状を付与するにしても、紙に皺がよったり、形状の自由度に欠けるといった問題があった。湿式パルプモールド法では、三次元曲率形状への展開は容易となるが、活性炭及びその添着薬剤の流出の問題は依然として残る。また、活性炭とプラスチックを混合成形体では、層の内部に位置する活性炭の吸着、消臭能力は期待できず、活性炭混入量に見合った性能が出ない。紙層間に活性炭を内在したものについても、成形性やコストに問題が残る。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、生産性や成形性に優れる乾式法により、消臭性能を有する活性炭混入量に見合った性能を発現可能な高い消臭／吸着性を発揮する、かつ充分な強度を有し、形状保持性、美粧性に優れる消臭パルプ成形体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、すなわち請求項１に係る発明は、
パルプを主体とする植物繊維、活性炭繊維、及び熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維とを乾式混合して、積繊して得られるマット状シートを、ホットエアーにて加熱処理後、雄雌一対のプレス金型で加熱・加圧し、前記熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維を介して前記植物繊維と活性炭繊維を固着して一体に成形されてなることを特徴とする消臭パルプ成形体である。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前記活性炭繊維が、燐酸が添着されてなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体である。
特に、アンモニア等のアルカリ性ガス吸着能を向上させるために燐酸が添着されてなり、さらに他の繊維との混合性を向上させるための繊維長を有するものであるである。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、前記活性炭繊維が、炭酸カリウムが添着されなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体である。
特に、硫化水素、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸性ガス吸着能を向上させるために炭酸カリが添着されてなり、さらに他の繊維との混合性を向上させるための繊維長を有するものである。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、前記活性炭繊維が、アミン化合物が添着されなり、４〜７ｍｍの繊維長を有するチョップドファイバーであることを特徴とする請求項１記載の消臭パルプ成形体である。
特に、アセトアルデヒドやホルムアルデヒド等の低級アルデヒド吸着能を向上させるためアミン化合物が添着されてなり、さらに他の繊維との混合性を向上させるための繊維長を有するものである。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の消臭パルプ成形体の外形と嵌合可能な印刷絵柄層が形成された紙基材からなる成形体を、該紙基材からなる成形体が外面となるように前記消臭パルプ成形体に嵌合して複合一体化したことを特徴とする消臭パルプ成形体である。
特に、消臭パルプ成形体の強度、形状保持性、美粧性を有するものである。
【００１１】
また、請求項６に係る発明は、前記紙基材からなる成形体の紙基材が、銅などの金属錯体をパルプ繊維に添着されたパルプ繊維層を湿式抄造法により抄紙された多層抄き紙基材の中間層に配したことを特徴とする請求項５記載の消臭パルプ成形体である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施例としての消臭パルプ成形体について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例として、複合一体型のトレー形状消臭パルプ成形体を示す斜視図である。
図に示すように、消臭パルプ成形体１０の外形と嵌合可能な印刷絵柄層が形成された紙基材からなる成形体１２を、該紙基材からなる成形体が外面となるように前記消臭パルプ成形体に嵌合して複合一体化したトレー形状消臭パルプ成形体である。
【００１３】
そして、本発明における消臭パルプ成形体１０は、パルプを主体とする植物繊維、活性炭繊維、及び熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維とを乾式混合して、積繊して得られるマット状シートを、ホットエアーにて加熱処理後、雄雌一対のプレス金型で加熱・加圧し、前記熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維を介して前記植物繊維と活性炭繊維を固着して一体に成形されてなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明で用いられるパルプを主体とする植物繊維としては、例えば、広葉樹、針葉樹、イネ、葦、バガス等の草本類の繊維が好適である。その利用形態としては、パルプ繊維になったもの、故紙由来の脱墨パルプ（ＤＩＰ）の他、故紙なども可能である。さらに、植物繊維だけでなく、必要に応じて合成繊維などの材料も含む繊維を併用してよく、通常の湿式抄紙に用いられているサイズ剤等の添加物を含むものであっても構わない。
【００１５】
このパルプを主体とする植物繊維は、本発明における消臭パルプ成形体を構成する主成分を担うもので、成形体としての強度に寄与するものである。
【００１６】
また、パルプを主体とする植物繊維であることから、成形体において嵩高さを発現し、軽量でありながら肉厚のある成形体を可能ならしめるだけでなく、通気性を有することから、層内部に存在している活性炭繊維の臭気物質吸着性能を低下させることはない。
【００１７】
本発明で用いられる活性炭繊維として、活性炭を粉粒体ではなく繊維状にする理由としては、歩留まり率の向上と言った側面と、単位重量当たりの臭気ガス吸着能が繊維形状の方が優れていると言った側面が上げられる。具体的には、繊維状活性炭はミクロ孔（孔径２ナノメートル以下）の発達した構造を有しており、メソ孔（２〜５０ナノメートル）の発達した粉粒状活性炭に比べて、低分子及び低濃度のガス吸着性が良いと言う特徴がある。
【００１８】
本発明で用いられる活性炭繊維としては、様々な原料から製造されたものが用いられる。例えば、原料としては、レーヨン繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、石炭ピッチ、石油ピッチ等があげられる。しかし、原料中の炭素の含有量はピッチが最も高く９３％であり、その他の材料は、レーヨン系４４％、アクリル系６８％ｍフェノール系７９％となっている。炭素含有量は活性炭にするときの収率（賦活収率）と関係し、炭素含有量が多いほど賦活収率が高く、原料原単価の面で有利である。
【００１９】
また、賦活の程度によって、細孔径、比表面積、細孔容積が変化するので、適宜用途に応じたグレードを選定する必要がある。また、繊維状活性炭は疎水性であるため、ある程度分子量の大きな炭化水素化合物、有機塩素化合物、高級アルコールなどには良好な吸着性能を示すが、アンモニア、硫化水素、低級アルコール、低級アルデヒドなどの揮発性の高い親水性ガスの吸着性は芳しくない。
【００２０】
こうした欠点を補うために、これらのガスと反応する薬剤を繊維状活性炭に添着して調製したものが好ましい。具体的には、アンモニア等のアルカリ性ガス用として燐酸を添着したもの、硫化水素、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸性ガス用として炭酸カリウムなどのアルカリ物質を添着したもの、さらにはアセトアルデヒドやホルムアルデヒド等の低級アルデヒド用としてアミン化合物を添着したものを適宜選択できる。
【００２１】
本発明で用いられる熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維は、バインダー繊維として機能するものである。このバインダー繊維が存在することにより、パルプを主体とする植物繊維と活性炭繊維が一体化し、活性炭による吸着性、消臭性や吸水性を発揮しつつ、形状保持性に優れる立体成形体への成形が可能となる。
【００２２】
熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維としては、植物繊維や活性炭繊維との化学的な相性や、成形体の用途にもよるが、種々の熱可塑性樹脂を適用できる。しかし、融着加工の容易性の観点からは融点の低いものが良く、ポリオレフィン、特にコスト面も考慮に入れるとポリエチレンやポリプロピレン、また生分解性を有する樹脂として、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネート、ポリハイドロキシブチレートヘキサノエート等が好適である。
【００２３】
芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維の断面構造としては、加熱融着処理後の強度や形状保持性を考えて、芯鞘型の二重構造をとった繊維が最適で、外側の鞘部に低融点樹脂、内側の芯部に差鞘部よりも高融点の樹脂を配すことが最適である。
【００２４】
芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維は、パルプを主体とする植物繊維や活性炭繊維との絡みやすさや、繊維の製造工程上での脱落防止の為、溶融前の繊維長が１〜２５ｍｍの繊維が好ましい。また、繊維径についても、同様の理由から０．５〜５０ｄｔｅｘが好ましい。
【００２５】
パルプを主体とする植物繊維、活性炭繊維、及び熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維の混合割合は、パルプを主体とする植物繊維が２０〜９０重量％、活性炭繊維が５〜６０重量％、バインダー繊維としての熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維５〜４０重量％が好適である。
【００２６】
消臭パルプ成形体を適用する用途にもよるが、パルプを主体とする植物繊維が５０〜８０重量％の範囲がより好ましい。この範囲で、成形体としての強度や、十分な通気性が得られる。
【００２７】
また、活性炭繊維に関しては、その割合を多くすればするほど、吸着消臭能力は大きくなるが、用途相応の強度に応じた分量に留める必要がある。
【００２８】
バインダー繊維としての熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維は、好ましくは５〜３０重量％の範囲で、パルプを主体とする植物繊維や活性炭繊維の各機能を阻害することなく、それらを確実に一体化できる。
【００２９】
本発明において上記の繊維以外に、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、他の成分を配合することも可能である。例えば、必要に応じて、公知の種々の添加剤、即ち、酸化防止剤、可塑剤、スリップ剤、各種安定剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、染料、顔料、耐候性安定剤、帯電防止剤、防曇剤、レベリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、シランカップリング剤、消臭剤、芳香剤、無機フィラー、有機フィラー、表面有機化処理した無機フィラー等の各種・有機充填剤などを添加することが可能である。
【００３０】
次に、本発明の消臭パルプ成形体の製造方法について説明する。
消臭パルプ成形体の製造方法は、消臭パルプ成形体の構成成分たるパルプを主体とする植物繊維と活性炭繊維とバインダー繊維としての熱融着性を有する芯鞘構造型熱可塑性樹脂繊維とを乾式法で混合し、加熱処理を施してバインダー繊維を融解し、融着、一体化する工程を有するものである。
【００３１】
具体的には、図２に示すように、３つのホッパー２０、２２、２４から十分に解繊処理したパルプを主体とする繊維、活性炭繊維、バインダー繊維を混錬ロータ２６に供給してこれらを混合し、ベルトコンベア２８上に散布し、マット状シート（ウェブ）３０とする。
【００３２】
この際に使用するコンベア２８としては、搬送ベルトがメッシュ状のフォーミングコンベアが、材料の脱落防止およびウェブのベルト接触面の表面性状の観点から好ましく、コンベア下部からエアー吸引することで、より厚みが均一なマット状シートが得られる。
【００３３】
なお、図示例では、パルプを主体とする植物繊維と活性炭繊維とバインダー繊維を同時に混合する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、予め活性炭繊維とバインダー繊維を混合したものとパルプを主体とする植物繊維を混合しても良い。
【００３４】
その後、バインダー繊維を融解すべく、加熱処理を施す。加熱処理を施すには図３に示すように、加熱装置３２内を通過させれば良い。図示例の加熱装置３２は、メッシュ状コンベア２８上のウェブ３０に対して、上方から下方へもしくは下方から上方へ向けて熱風を吹き付けるもので、バインダー繊維の種類に応じて、例えば、バインダー繊維がポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）の芯鞘型であれば１２０〜１６０℃に加熱された熱風を吹き付けるものである。この熱風はその風力により、ウェブの厚み方向を通過する。この他、加熱装置としては、例えば、赤外線ヒーターや電子ビームを利用するもの等があげられるが、熱風による加熱装置が最もウェブの内部まで熱を与えることに優れており、ひいては生産性についても有利である。
【００３５】
また、加熱処理後に、ニップロール等を用いて加圧処理を施すことによりウェブの表面性や厚みのバランスが良好となり、その後の加工がやりやすくなる。その後、１３０〜１５０℃に加熱された雄雌金型にてプレス加工を施すことにより所定の消臭パルプ成形体が得られる。
【００３６】
本発明における消臭パルプ成形体の形態は、例えば、トレー形状などの容器等特に限定されるものではない。
【００３７】
本発明では、このように乾式法により製造することを特徴とするものである。即ち、従来一般的に実施され、所謂湿式パルプモールド法と呼ばれている、植物繊維を水中に分散させたパルプスラリーを、特定形状の抄き網にて抄き上げ、プレス乾燥を施して成形体を得る方法では、活性炭が水と共に流出してしまい歩留まり率が非常に低くなってしまう。
【００３８】
上記の乾式法により製造されて得られる本発明の一例としてトレー形状消臭パルプ成形体の外形と嵌合可能な印刷絵柄層が形成されたトレー形状紙基材からなる成形体を、その紙基材からなる成形体が外面となるように前記消臭パルプ成形体に嵌合して複合一体化した消臭パルプ成形体とすることもできる。このような構成とすることで、上記の紙トレー成形体が消臭パルプ成形体の形状を保持する支持体としての効果や紙トレー表面に形成された印刷絵柄による美粧性を向上することができる。
【００３９】
上記の紙トレーを構成する紙基材としては、コートボール紙、カード紙、カップ原紙等の安価な厚紙を使用するのが好ましい。また、これらの原紙にも消臭／吸着機能を付与することが有効である。無機系多孔質であるゼオライト等を抄き込んだ厚紙も使用できるが、コスト面及び活性炭との吸着補完性から、鉄や銅の金属錯体をパルプ繊維に添着加工した機能紙を使用するのがより一層好ましい。
【００４０】
また、紙トレーの成形方法としては、一般的な罫線折−糊貼り法や、絞り成形法があげられる。また、最終的な形状は特に問わないが、消臭パルプ成形体とのマッチングが重要であることは言うまでもない。
【００４１】
本発明の消臭パルプ成形体は、種々の用途に適用できるが、特にハムスター等の小動物の飼育ゲージ内での消臭機能及び玩具機能の双方を期待しての使用を期待した商品化が考えれる。その他、喫煙室、トイレ、下駄箱内等々の消臭機能付小物入れ、または空気清浄機等のフィルター、また活性炭の存在が植物の発育に良好な影響を与えるため植物用ポットとしての適用も考えられる。
【００４２】
【実施例】
本発明の消臭パルプ成形体の一実施例について具体的に説明する。なお、本発明の消臭パルプ成形体は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
針葉樹由来ブリーチクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）からなるシートパルプより解繊された解繊パルプ繊維７０重量部に、鞘部はポリエチレン（ＰＥ）、芯部はポリプロピレン（ＰＰ）からなる５ｍｍ長カットの芯鞘型熱可塑性樹脂繊維２０重量部、さらに６ｍｍ長にカットされた燐酸添着活性炭繊維１０重量部を乾式で混合し、エアレイド法により積繊させ３００ｇ／ｍ２のマット状シートを作成した。
【００４４】
さらに、１６５℃のホットエアーを上記のマット状シートに貫通させることにより、樹脂繊維の鞘部を融解させ、その他の繊維と結合させ、２Ｎ程度の引っ張り強度を付与した。
【００４５】
次に、この加熱処理済みのマット状シートを１４０〜１５０℃に加熱した雄雌型で成形体１個あたり２００ｋＮの圧力で熱プレス成形を施し、４０ｍｍ深さのトレー形状立体成形物を得た。さらに、この成形体の外形に合わせた形でデザインされ、オフセット印刷を施したコートボール紙から成形された紙トレーを用意した。この２種類の成形体を重ね合わせ複合一体化したトレー形状消臭パルプ成形体を得た。このトレー形状消臭パルプ成形体を、形状保持性、美粧性に優れた小動物用消臭グッズなどとして提供できる。
【００４６】
なお、この小動物用消臭グッズは、ハムスター等の小動物用ゲージの中に置かれ、消臭機能により小動物の排泄物から発生する臭いや体臭を吸収するとともに、紙トレーに印刷されたトイレ、ベッド、乗り物等々の絵柄により、玩具としての機能も付与できる。また、トレー形状消臭パルプ成形体の中におがくずや紙屑を入れることにより小動物の隠れ家となったり、ペット愛好家の遊び心を満足させることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明により、生産性や成形性に優れる乾式法により、消臭性能を有する活性炭混入量に見合った性能を発現可能な、高い消臭／吸着性を発揮する、かつ充分な強度を有し、形状保持性、美粧性に優れる消臭パルプ成形体を提供することができる。
従って、本発明の消臭パルプ成形体は、高い消臭／吸着性能を求められる各種消臭グッズ、空気清浄用フィルター、植物の発育を促進させる植物用ポット等に好適に使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例として複合一体型のトレー形状消臭パルプ成形体を示す斜視図である。
【図２】本発明の消臭パルプ成形体の製造方法の一例における一工程を説明する説明図である。
【図３】本発明の消臭パルプ成形体の製造方法の一例における一工程を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０・・・消臭パルプ成形体
１２・・・紙トレー
２０、２２、２４・・・ホッパー
２６・・・混練ロール
２８・・・ベルトコンベア
３０・・・マット状シート（ウエブ）
３２・・・加熱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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