(57)【要約】      （修正有）【課題】リサイクル性に優れ適用範囲の広い成形体の提供。【解決手段】リグノフェノール誘導体を中間層６として用いて、解繊可能な成形体に解繊の妨げとなる物質が染み込むのを防止する。リグノフェノール誘導体は、例えば紙からなる成形体の場合にはパルパーでの離解の際に水中でセルロース繊維から分離して、分離後に溶剤で抽出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体と、
前記基体の表面にリグノフェノール誘導体で形成された中間層と、
前記中間層の上にミクロフィブリルセルロースからなるミクロフィブリルセルロース層を含む表面層とを備える成形体。
【請求項２】
繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体を備え、
前記基体の表面及び前記基体内のうち少なくとも一方にミクロフィブリルセルロースが適用され、
ミクロフィブリルセルロースが適用された前記基体の上にリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層をさらに備える成形体。
【請求項３】
前記基体が紙を巻いて形成されている筒状体であり、ミクロフィブリルセルロースが前記紙に塗布されて前記ミクロフィブリルセルロース層が形成され、前記ミクロフィブリルセルロース層の直上に前記リグノフェノール誘導体層が形成されていることを特徴とする、請求項２記載の成形体。
【請求項４】
前記表面層の前記ミクロフィブリルセルロース層の外側に、前記ミクロフィブリルセルロース層よりも耐候性の高い保護層をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項５】
前記保護層が酸化シリコンで形成されていることを特徴とする、請求項４記載の成形体。
【請求項６】
繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体と、
前記基体の表面にリグノフェノール誘導体で形成され、加熱加圧されてなる中間層と、
前記中間層の上に形成され、酸化シリコンからなるガラス層を含む表面層とを備える成形体。
【請求項７】
前記繊維状物質がセルロース繊維であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項８】
前記繊維状物質がリグノセルロース繊維であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項９】
セルロース繊維又はリグノセルロース繊維が解繊可能に結合されてなる基体に、複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔の内壁面から前記基体表面に続くリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層が形成されていることを特徴とする成形体。
【請求項１０】
セルロース繊維又はリグノセルロース繊維が解繊可能に結合されてなる基体中に、複数の泡が形成され、前記複数の泡の内側にリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層が形成されていることを特徴とする成形体。
【請求項１１】
前記リグノフェノール誘導体層の上にミクロフィブリルセルロースからなるミクロフィブリルセルロース層を含む表面層が形成されていることを特徴とする、請求項８又は請求項９記載の成形体。
【請求項１２】
前記リグノフェノール誘導体層よりも外側の前記表面層に、前記リグノフェノール誘導体層よりも耐候性の高い保護層をさらに備える、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項１３】
前記保護層が酸化シリコンで形成されていることを特徴とする、請求項１２記載の成形体。
【請求項１４】
前記リグノフェノール誘導体層の下にある前記基体の表面が内部よりも密度が高いことを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項１５】
前記基体が、パルプモールドであることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項１６】
前記基体が、紙粉にバインダーを混合して成形したものであることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項１７】
前記基体が、紙粉にバインダーを混ぜて発泡させ成形したものであることを特徴とする請求項１６記載の成形体。
【請求項１８】
前記基体が紙を型に添わせて立体的に成形した物であることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項１９】
前記基体を構成している前記繊維状物質同士の隙間に、多糖類および多糖類の誘導体のうち少なくとも一方が存することを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項２０】
紙を立体的に成形してなる基体を備え、前記基体の表面に他の部材と擦れ合う摩擦部を有し、前記摩擦部にリグノフェノール誘導体がコーティングされていることを特徴とする成形体。
【請求項２１】
繊維状物質が解繊可能に結合されてなる成形体において、
前記繊維状物質同士の隙間に形成されている多糖類および多糖類の誘導体のうちの少なくとも一つと、
前記繊維状物質同士の隙間に形成されているリグノフェノール誘導体とを備えることを特徴とする成形体。
【請求項２２】
紙を立体的に成型してなる基体を備え、前記基体に、加えられる力に応じて弾性変形する弾性変形部を有し、前記弾性変形部にリグノフェノール誘導体がコーティング又は含浸されていることを特徴とする成形体。
【請求項２３】
ミクロフィブリルセルロースを分散した水若しくは水酸基を有する液体中にリグノフェノール誘導体を分散する工程と、
前記水または前記液体を蒸発させることによりリグノフェノール誘導体を含むミクロフィブリルセルロース成形体を形成する工程とを備える成形体の製造方法。
【請求項２４】
乾燥後に、１２０℃〜１７０℃のいずれかの温度で焼成する工程をさらに備える、請求項２３記載の成形体の製造方法。
【請求項２５】
繊維状物質を解繊可能に結合して形成した基体にリグノフェノール誘導体を溶解した溶液を含浸させ、電磁波又は赤外線を照射して中央部における溶液の濃度が濃くなるようにしながら乾燥させることを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項２６】
前記溶液中に増粘剤が添加されていることを特徴とする、請求項２５記載の成形体の製造方法。
【請求項２７】
前記基体が紙テープであることを特徴とする、請求項２５又は請求項２６記載の成形体の製造方法。
【請求項２８】
前記基体の表面に、アルコールを溶媒とするゾルゲル法により、酸化シリコンの膜を形成することを特徴とする請求項２３から請求項２７のいずれか一項に記載の成形体の製造方法。
【請求項２９】
紙製の基体にリグノフェノール誘導体が適用された成形体を回収する工程と、
前記成形体を水中で離解して、セルロース繊維と、リグノフェノール誘導体を含む他の材料とを分離する工程と、
前記他の材料から溶剤でリグノフェノール誘導体を抽出する工程とを備える成形体から素材を製造する方法。
【請求項３０】
基体表面にリグノフェノール誘導体からなる中間層が形成され、前記中間層上に表面層が形成されてなる成形体に対してリグノフェノール誘導体を溶解する溶剤を適用して、前記中間層と共に前記表面層を前記基体から剥離することを特徴とする、成形体から素材を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セルロース繊維などの繊維状物質を解繊可能に結合させて形成されたリサイクル性に優れる成形体及びその製造方法並びにリサイクルのため成形体から素材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リサイクルに優れた従来の成形体として、紙を加工した紙管などが代表的な例として挙げられる。
つまり、紙は、セルロース繊維の集合体であって、セルロース繊維が解繊可能に結合されて薄体に成形されたものである。紙は使用後に古紙として回収されパルパーで離解されてパルプと同様に単独で、あるいは新たなパルプと混合されて再び紙として再生される。そのため、紙製品は非常に優れたリサイクル製品ということができる。なお、この明細書及び特許請求の範囲において、解繊とは繊維状物質の結合を一部解くか、繊維状物質を切断することにより化学的性質を変えずに微小化して素材に戻すことであり、解繊の概念の中に離解が含まれるものとし、解繊には湿式と乾式の両方が含まれるものとする。
しかし、紙は立体的な構造物とは言えず、例えば紙を積層したり、紙を巻いたり、紙を折ったり絞ったりして初めて立体になる。紙の密度は０．７程度であり、軽くかつ、密度の割には丈夫であるが、水に弱く、また硬度などの機械的強度の点や吸湿することによる寸法変化、切削による加工がし難いなどの点で構造体としては使いづらい側面を有する。
従来の成形体のうち、紙を巻いて立体化した紙管例えばフィルム用紙管の中には、皺が生じないようにフィルムを巻き取るために、表面を鏡面化する目的で紙管表面にプラスチックなどをコーティングする場合がある。プラスチックのコーティングにより、紙管を形成する紙同士の継ぎ目でできる段差を無くし、鏡面化のため熱加工や研磨による表面加工が可能になる。
また、容器や構造材料として用いられる紙管には、耐水性や耐油性やガスバリア性を向上させる目的でプラスチックフィルムやアルミ箔などがラミネートされる場合がある。
このように、折角、解繊可能な紙製のあるいは他の材料でほとんどの部分が構成されているにもかかわらず、その機能を補うために解繊できない材料や解繊の妨げとなる材料と複合して使わなければならない場合がある。
上記のようにプラスチックや金属箔を材料として含む紙管や容器などは、プラスチックや金属箔などがパルパーでの離解を妨げ再生紙としてリサイクルし難く、埋め立てるか焼却処分に回されることが多くなる。
また、繊維状物質を解繊可能に結合した従来の成形体では、古紙のセルロース繊維を活用して直接立体的な構造に成形したパルプモールドが代表例として挙げられる。パルプモールドもリサイクル性に優れた成形体ではあるが、耐水性や機械的強度、寸法安定性、加工性などの問題から、例えば鶏卵の業務用トレーに見られるように輸送物の緩衝材料が主な用途で、限られた用途に展開されるに留まっている。
【０００３】
一方、セルロース繊維の解繊を進めミクロフィブリル化されているセルロース繊維（ミクロフィブリルセルロース）にプラスチックを混ぜることによって成形体を成形すると構造材料の密度が高くなり紙などを混ぜる場合に比べて耐水性、耐油性、ガスバリア性、機械的特性、表面の平坦性を改善することができる。例えば、特開平８−１９３１６８号公報には生分解性ポリマー組成物が、特表平９−５０９６９４号公報にはミクロフィブリルセルロース強化ポリマーが開示されている。
ミクロフィブリル状微細繊維の詳細については、特公昭４８−６６４１号公報、特公昭５０−３８７２０号公報等に記載され、特開平１０−２４８８７２号公報には、ミクロフィブリルセルロースが商品名「セリッシュ」（ダイセル化学工業（株）製）等として市販されていることが記載されている。
また、特開平２００３−２０１６９５号公報には、ミクロフィブリルセルロースからなる高強度材料に関する記載がある。ミクロフィブリルセルロースを用いた高強度材料は、セルロース繊維を用いているため古紙などから製造することが可能であり、石油由来のプラスチックを使用することに比べれば環境負荷は少ないといえ、優れた材料である。
【０００４】
また、セルロース繊維で出来た紙製品などにリグノフェノール誘導体を含浸させて、紙製品に比べて耐水性がありかつ比較的強固な成形体を形成する技術が例えば、特開２０００−７２８８８号公報に記載されている。石油由来の樹脂から植物由来の樹脂に転換し、地球温暖化に繋がる二酸化炭素の排出量を抑制しようとする試みがなされている。その一つとして間伐材に含まれているリグニンを活用して紙製品の欠点を補うことが試みられている。そのためには、溶剤に溶けるリグニンが必要であり、例えば特許第３２９９１１０号公報に記載されている方法により取り出されたリグノフェノール誘導体を紙加工品に適用し木材のように紙加工品を代えて用いることが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９３１６８号公報
【特許文献２】特表平９−５０９６９４号公報
【特許文献３】特公昭４８−６６４１号公報
【特許文献４】特公昭５０−３８７２０号公報
【特許文献５】特開平１０−２４８８７２号公報
【特許文献６】特開２００３−２０１６９５号公報
【特許文献７】特開２０００−７２８８８号公報
【特許文献８】特許第３２９９１１０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ミクロフィブリルセルロースは水素結合により強固に結合するため高強度材料としての活用が可能であるが、水に分散された状態から一旦水を蒸発させて乾燥させると、密度が高くなり（特開２００３−２０１６９５号公報の記載によれば１．４５など）、熱可塑性を有しないことから成形性に乏しく、乾燥の際の収縮が激しいため、所望の立体構造にするには削りだすなど成形方法が限られる。さらに、再利用するには、再結合したミクロフィブリルセルロースを互いに引き離すよう、ミクロフィブリル化する処理を施すためのエネルギーを加えなければならず、紙などと同じようにリサイクルできないという問題がある。
また、セルロース繊維などとリグノフェノール誘導体とを複合化した成形体はリサイクルに優れるが、エチルアルコール、メチルアルコールなどに溶け、耐薬品性があまり高くない。そのため、リグノフェノール誘導体と紙からなる成形体の用途が限られてしまうという問題点がある。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、リサイクル性に優れ、適用範囲の広い成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体と、基体の表面にリグノフェノール誘導体で形成された中間層と、中間層の上にミクロフィブリルセルロースで形成された表面層とを備えるものである。
第２の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体を備え、基体の表面及び基体内のうち少なくとも一方にミクロフィブリルセルロースが適用され、ミクロフィブリルセルロースが適用された基体の上にリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層をさらに備えるものである。
第３の課題解決手段による成形体は、第２の課題解決手段の成形体において、基体が紙を巻いて形成されている筒状体であり、ミクロフィブリルセルロースが紙に塗布されてミクロフィブリルセルロース層が形成され、ミクロフィブリルセルロース層の直上にリグノフェノール誘導体層が形成されているものである。
第４の課題解決手段による成形体は、第１から第３の課題解決手段のいずれかにおいて、表面層のミクロフィブリルセルロース層の外側に、ミクロフィブリルセルロース層よりも耐候性の高い保護層をさらに備えるものである。
第５の課題解決手段による成形体は、第４の課題解決手段において、最外層が酸化シリコンで形成されているものである。
第６の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体と、基体の表面にリグノフェノール誘導体で形成され、加熱加圧されてなる中間層と、中間層の上に形成され、酸化シリコンからなるガラス層を含む表面層とを備えるものである。
第７の課題解決手段による成形体の製造方法は、第１から第６の課題解決手段のいずれかにおいて、繊維状物質がセルロース繊維であるものである。
第８の課題解決手段による成形体は、第１から第６の課題解決手段のいずれかにおいて、繊維状物質がリグノセルロース繊維であるものである。
第９の課題解決手段による成形体は、セルロース繊維又はリグノセルロース繊維が解繊可能に結合されてなる基体に、複数の貫通孔が形成され、複数の貫通孔の内壁面から基体表面に続くリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層が形成されているものである。
第１０の課題解決手段による成形体は、セルロース繊維又はリグノセルロース繊維が解繊可能に結合されてなる基体中に、複数の泡が形成され、複数の泡の内側にリグノフェノール誘導体からなるリグノフェノール誘導体層を含む表面層が形成されているものである。
第１１の課題解決手段による成形体は、第９又は第１０の課題解決手段において、リグノフェノール誘導体層の上にミクロフィブリルセルロースからなるミクロフィブリルセルロース層を含む表面層が形成されているものである。
第１２の課題解決手段による成形体は、第９から第１１の課題解決手段のいずれかにおいて、リグノフェノール誘導体層よりも外側の表面層に、リグノフェノール誘導体層よりも耐候性の高い保護層をさらに備えるものである。
第１３の課題解決手段による成形体は、第１２の課題解決手段において、保護層が酸化シリコンで形成されているものである。
第１４の課題解決手段による成形体は、第１から第１３の課題解決手段のいずれかにおいて、リグノフェノール誘導体層の下にある基体の表面が内部より密度が高いものである。
第１５の課題解決手段による成形体は、第１から第１４の課題解決手段のいずれかにおいて、基体が、パルプモールドであるものである。
第１６の課題解決手段による成形体は、第１から第１４の課題解決手段のいずれかにおいて、基体が、紙粉にバインダーを混合して成形したものであるものである。
第１７の課題解決手段による成形体は、第１６の課題解決手段において、基体が、紙粉にバインダーを混ぜて発泡させ成形したものであるものである。
第１８の課題解決手段による成形体は、第１から第１４の課題解決手段のいずれかにおいて、基体が紙を型に添わせて立体的に成形した物であるものである。
第１９の課題解決手段による成形体は、第１から第１８の課題解決手段のいずれかにおいて、基体を構成している繊維状物質同士の隙間に、多糖類および多糖類の誘導体のうち少なくとも一方が存するものである。
第２０の課題解決手段による成形体は、紙を立体的に成形してなる基体を備え、基体の表面に他の部材と擦れ合う摩擦部を有し、摩擦部にリグノフェノール誘導体がコーティングされているものである。
第２１の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる成形体において、繊維状物質同士の隙間に形成されている多糖類および多糖類の誘導体のうちの少なくとも一つと、繊維状物質同士の隙間に形成されているリグノフェノール誘導体とを備えるものである。
第２２の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基体を備え、基体に、加えられる力に応じて弾性変形する弾性変形部を有し、弾性変形部にリグノフェノール誘導体がコーティング又は含浸されているものである。
第２３の課題解決手段による成形体の製造方法は、ミクロフィブリルセルロースを分散した水若しくは水酸基を有する液体中にリグノフェノール誘導体を分散する工程と、水または液体を蒸発させることによりリグノフェノール誘導体を含むミクロフィブリルセルロース成形体を形成する工程とを備えるものである。
第２４の課題解決手段による成形体の製造方法は、第２３の課題解決手段において、乾燥後に、１２０℃〜１７０℃のいずれかの温度で焼成する工程をさらに備えるものである。
第２５の課題解決手段による成形体の製造方法は、繊維状物質を解繊可能に結合して形成した基体にリグノフェノール誘導体を溶解した溶液を含浸させ、電磁波又は赤外線を照射して中央部における溶液の濃度が濃くなるようにしながら乾燥させるものである。
第２６の課題解決手段による成形体の製造方法は、第２５の課題解決手段において、溶液中に増粘剤が添加されているものである。
第２７の課題解決手段による成形体の製造方法は、第２５または第２６の課題解決手段において、基体が紙テープであるものである。
第２８の課題解決手段による成形体の製造方法は、第２３から第２７の課題解決手段のいずれかにおいて、基体の表面に、アルコールを溶媒とするゾルゲル法により、酸化シリコンの膜を形成するものである。
第２９の課題解決手段による成形体から素材を製造する方法は、紙製の基体にリグノフェノール誘導体が適用された成形体を回収する工程と、成形体を水中で離解して、セルロース繊維と、リグノフェノール誘導体を含む他の材料とを分離する工程と、他の材料から溶剤でリグノフェノール誘導体を抽出する工程とを備えるものである。
第３０の課題解決手段による成形体から素材を製造する方法は、基体表面にリグノフェノール誘導体からなる中間層が形成され、中間層上に表面層が形成されてなる成形体に対してリグノフェノール誘導体を溶解する溶剤を適用して、中間層と共に表面層を前記基体から剥離するものである。
【発明の効果】
【０００８】
第１の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリルセルロースが表面層に存在することによりリグノフェノール誘導体が持たない耐薬品性が得られ、繊維状物質の結合体であるポーラスな基体表面にリグノフェノール誘導体が存在することにより耐水性が得られ、同時にミクロフィブリルセルロースとリグノフェノール誘導体の作用で機械的強度を向上させることができる。一方、使用後においては成形体を破砕し基体を解繊することができ、リサイクル性に優れるという効果がある。
第２の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリルセルロースが基体に適用されることにより、基体の機械的強度が向上し、繊維状物質の結合体であるポーラスな基体においてリグノフェノール誘導体により耐水性が向上してミクロフィブリルセルロースが適用された基体の吸水による変化が抑制される。一方、使用後においては、成形体を破砕し、基体を解繊することのよりリサイクルが容易になるという効果がある。
第３の課題解決手段の成形体によれば、耐水性及びたい油性に優れた紙管を提供できるという効果がある。
第４の課題解決手段の成形体によれば、保護層によりミクロフィブリルセルロース層よりも高い耐候性を成形体に持たせることができ、ミクロフィブリルセルロース層の劣化を防いで機械的強度の低下を抑制できるという効果がある。
第５の課題解決手段の成形体によれば、酸化シリコンは薄い膜で効果が出せるため、離解時には土埃などと同じように沈殿させることができ、焼却時にダイオキシンなどの有害物質を発生しないことから、使用後の処理をし易いという効果がある。
第６の課題解決手段の成形体によれば、リグノフェノール誘導体層により酸化シリコンが内部に進入するのを防止でき、耐候性を持たせつつ離解しやすくなるという効果がある。
第７の課題解決手段の成形体によれば、セルロース繊維で基体が形成され、紙と同じ工程でリサイクルできるという効果がある。
第８の課題解決手段の成形体によれば、リグノセルロース繊維で基体が形成され、焼却時や埋立時にダイオキシンや環境ホルモンなどの有害物質の発生を防止できるという効果がある。
第９の課題解決手段の成形体によれば、貫通孔に集中するリグノフェノール誘導体により成形体の機械的強度を向上させることができるという効果がある。
第１０の課題解決手段の成形体によれば、気泡の内壁にリグノフェノール誘導体からなる層が形成されるので、軽くて丈夫な成形体を形成しやすくなるという効果がある。
第１１の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリルセルロース層がリグノフェノール誘導体層よりも耐溶剤性が高いので溶剤に対する耐性を向上させることができるという効果がある。
第１２の課題解決手段の成形体によれば、保護層の耐候性により、リグノフェノール誘導体層を保護して耐水性の劣化を抑制することができるという効果がある。
第１３の課題解決手段の成形体によれば、酸化シリコンは薄い膜で効果が出せるため、離解時には土埃などと同じように沈殿させることができ、焼却時にダイオキシンなどの有害物質を発生しないことから、使用後の処理をし易いという効果がある。
第１４の課題解決手段の成形体によれば、リグノフェノール誘導体層に基体表面と同じか又はそれ以上の平滑性を持たせることが容易になり、また基体表面のポーラスな部分が少なくなることにより基体に含浸するリグノフェノール誘導体を削減できるという効果がある。
第１５の課題解決手段の成形体によれば、パルプモールドを基体とすることで従来からあるパルプモールドの装置などをそのまま活用できるという効果がある。
第１６の課題解決手段の成形体によれば、バインダーと紙粉とを混合して成型するということにより成形性が向上するという効果がある。
第１７の課題解決手段の成形体によれば、発泡させることにより成形性が向上すると共に、成形体の軽量化が可能になるという効果がある。リグノフェノール誘導体が泡の周壁に堆積することにより強度も向上させることができる。
第１８の課題解決手段の成形体によれば、紙を活用することにより安価に成形体を形成することができるという効果がある。
第１９の課題解決手段の成形体によれば、多糖類および多糖類の誘導体がリグノフェノール誘導体を捕らえないため繊維状物質同士の隙間を多糖類又はその誘導体で埋めつつ、基体表面にリグノフェノール誘導体層を形成できるという効果がある。
第２０の課題解決手段の成形体によれば、リグノフェノール誘導体により摩擦部の耐久性を向上することができるという効果がある。
第２１の課題解決手段の成形体によれば、多糖類および多糖類の誘導体がリグノフェノール誘導体を捕らえないため繊維状物質同士の隙間を多糖類又はその誘導体で埋めつつ、基体表面にリグノフェノール誘導体層を形成して、多糖類又はその誘導体による機械的強度の向上とリグノフェノールによる耐水性の向上を期待できる。
第２２の課題解決手段の成形体によれば、リグノフェノール誘導体によって耐水性が向上し、リグノフェノール誘導体によって弾力性が高められることにより、安定した弾力性を付与できるという効果がある。
第２３の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、溶剤を用いずにリグノフェノール誘導体とセルロース繊維との結合を強化して機械的強度を改善できるという効果がある。
第２４の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、リグノフェノール誘導体とセルロース繊維との結合を密にして耐水性を向上させることができるという効果がある。
第２５の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、電磁波又は赤外線を照射しない場合に比べて照射する場合には中央部が周囲よりも高温になり中央部の濃度が周囲よりも薄くなるのを緩和できるので、リグノフェノール誘導体を中央部に多く残せるという効果がある。
第２６の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、乾燥時のおけるリグノフェノール誘導体の移動速度が遅くなるので中央にリグノフェノール誘導体を残し易くなるという効果がある。
第２７の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、紙テープの場合電磁波や赤外線の照射が容易になるという効果がある。
第２８の課題解決手段の成形体の製造方法によれば、ゾルゲル法により酸化シリコンの膜を形成すると形成温度を低くでき、酸化シリコンの膜を形成する際の基体の損傷を抑えることができるという効果がある。
第２９の課題解決手段の成形体から素材を製造する方法によれば、紙製の基体を水中で離解してセルロース繊維を分離するので、リグノフェノール誘導体を溶剤で抽出する際の溶剤量を、基体にリグノフェノール誘導体が付着したまま抽出する場合に比べ非常に少なくできるという効果がある。
第３０の課題解決手段による成形体から素材を製造する方法によれば、リグノフェノール誘導体を溶解する溶剤を適用して、中間層と共に表面層を前記基体から剥離することにより、表面層のみが傷んだ場合に基体をリユースできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、この発明の第１実施形態による成形体について図１を用いて説明する。図１は、ノートブック型パーソナルコンピュータの概観を示す斜視図である。ノートブック型パーソナルコンピュータ１は、主要部としては、筐体２に液晶パネル３とキーボード４が組み付けられた外観を呈する。液晶パネル３やキーボード４以外にもコンパクトディスクプレーヤーやフロッピィーディスクドライブ等が付属する場合があるが、本発明の主要部は筐体２であるので、他の付属物については図示及び説明を省略する。
我が国においては、平成１３年に「資源の有効な利用の促進に関する法律」が施行され、パーソナルコンピュータが指定省資源化製品及び指定再利用促進製品に指定されたのにともない、パーソナルコンピュータの製造において、リユース、リデュース、リサイクルに配慮した設計が求められることとなった。そのため、パーソナルコンピュータ１の筐体２も、リサイクル等に適したものでなければならず、回収してリサイクルできることが好ましい状況となっている。
図２は筐体２の構成を説明するための部分破断斜視図である。図３は図２の丸で囲まれた領域Ａの拡大図である。筐体２の中心部には、解繊されたパルプを筐体２の概略の形状に沿って立体的に成形されたパルプモールド５が在る。パルプモールド５は、セルロース繊維の集合体であって、使用後回収してパルパーで離解可能に形成されている。このパルプモールド５は例えば紙粉を水中に分散し、水抜きの穴が多数形成された金型で漉く従来からあるパルプモールドの成型方法で成形することにより形成できる。
パルプモールド５の表面には、中間層として、例えばリグノクレゾールからなるリグノフェノール誘導体層６が、数μｍ〜数十μｍ形成される。リグノフェノール誘導体層６は例えば特許第３２９９１１０号や特開２００１−３４２３５３号に記載されている製造方法により製造することができる。一般に、リグノフェノール誘導体層６は、後述するミクロフィブリルセルロース層よりも高い耐水性を備えており、パルプモールド５全体がリグノフェノール誘導体層６で覆われることにより水分や水蒸気などの侵入を抑制し、筐体２の劣化を防止することができる。
リグノフェノール誘導体層６を形成する場合、例えばリグノクレゾールが溶解したアセトンに、パルプモールド５を含浸させて乾燥させると、リグノクレゾールがパルプモールド５の表面に集まり、内部にあまり進入しない。このような性質を利用して、パルプモールド５の表面にリグノフェノールを集中させてリグノフェノール誘導体層６を薄く形成することができる。この場合、例えばパルプモールド５の表面から加熱加圧することにより、内部よりも表面の密度を高くしておくことが好ましい。密度が高いと含浸するリグノフェノールの量を少なくでき、表面の平滑性を良くし易くなる。なお、密度を高めるために表面に例えばコート紙と同じようにクレーコートを行ってもよい。
ところで、中間層は、一種類の素材で形成するばかりでなく、複数種類の素材を混合したり積層したりして形成することも可能である。例えば、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性のセルロース誘導体をパルプモールド５の上に塗布・乾燥してアセトンに不溶な層を形成した後、セルロース誘導体層の上にリグノフェノール誘導体層６を形成することができる。このようにすると、セルロース誘導体層がパルプモールド５の表面を強化し、リグノフェノール誘導体層６とともにパルプモールド５の機械的強度を補強することができる。
【００１０】
ミクロフィブリルセルロース層７は、リグノフェノール誘導体層６の上に形成される。ミクロフィブリルセルロース層７は、例えば水にミクロフィブリルセルロース、つまりミクロフィブリル状のセルロース繊維が分散されている懸濁液、あるいは混合物を立体（パルプモールド５）の表面に着けて乾燥することにより形成される。あるいは、予め形成しておいたミクロフィブリルセルロース層７を貼り付けることによっても形成できる。水以外にもアルコールなどの水酸基を有する液体やそれらの混合液を用いることができるが、製造時の安全性から水を用いることが好ましい。ミクロフィブリルセルロースが水に数重量％含有されるだけで泥状の高粘度の懸濁液となり、１０重量％を超えて含有される場合には液体というよりもむしろ紙粘土のようなゲル状の混合物になる。懸濁液の場合には塗布・乾燥し、混合物の場合には板状にして被せ型押しするか、予め型に入れて成形した物を表面に被せるなどして後に乾燥することで成形できる。ミクロフィブリルセルロースと水の混合物は、水分が５０％以下になった状態でも収縮率が大きいことから、本実施形態のようにミクロフィブリルセルロース層７で立体の外側を覆う場合はよいが、内面に形成する場合には後から乾燥したのでは剥離する可能性がある。そこで、ミクロフィブリルセルロース層７を成形乾燥した後にミクロフィブリルセルロース層７を接着してもよい。
ミクロフィブリルセルロースの製造方法には、例えば特開平６−１０２８６号公報、特開平７−３１０２９６号公報、特開平８−２８４０９０号公報、及び特開２００２−１９４６９１号公報などに記載されている方法を用いることができる。
中間層を設ける場合に、例えばリグノフェノール誘導体層６を中間層として設けてもよい。リグノフェノール誘導体層６を設けてその上にミクロフィブリルセルロースの懸濁液をコーティングする場合には、懸濁液がリグノフェノール誘導体層６に付着し難くなり、はじかれる場合があるので、予めリグノフェノール誘導体層６の表面にカップリング剤を塗布し、あるいは懸濁液に粘着性を付与するなどしておくことが好ましい。
ミクロフィブリルセルロース層７にバインダーを添加して、ミクロフィブリルセルロース層７と、中間層を介するのであれば中間層との層間剥離強度、パルプモールド５に直接形成するのであればパルプモールド５との層間剥離強度、後述する表面層との層間剥離強度あるいは、ミクロフィブリルセルロース層７自身の機械的強度を向上させることができる場合がある。
バインダーとしては、離解する妨げとならないために、水溶性高分子が好ましく、例えば合成高分子ではポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンなど、天然高分子では澱粉類やアルギン酸等の多糖類、ゼラチン、膠、カゼインがある。また、多糖類の誘導体も用いることができ、乾燥すると水溶性でなくなるものとして例えばタンニンなども用いることができる。
多糖類の誘導体の中にはヒドロキシプロピルセルロースなどの熱可塑性を有するものがあり、澱粉やその誘導体中にも熱可塑性を有するものがあり、このように熱可塑性のものを添加しておくことで、ミクロフィブリルセルロース層７を形成した後に熱加工により表面粗さを改善したり、形状修正をしたりすることが容易になる。
ミクロフィブリルセルロース層７に、バインダー以外の例えば炭素繊維（昭和電工株式会社製VGCF（登録商標））を分散させることにより、ミクロフィブリルセルロース層７の破断延びが改善される。VGCFとしては、例えば繊維径０．２μｍ、繊維長１０〜２０μｍのものが用いられる。破断伸びが大きくなることにより例えば、外部からミクロフィブリルセルロース層７に大きな応力が加わったときにクラックが入り難くなるなどの改善が見られる。炭素繊維をミクロフィブリルセルロース層７の中に分散させる方法としては、例えばミクロフィブリルセルロースの懸濁液中に炭素繊維を分散してコーティング・乾燥させる方法や、あるいはミクロフィブリルセルロースと水の混合物中に炭素繊維を混ぜ込んで一緒に付着させ、乾燥させる方法がある。
炭素繊維をミクロフィブリルセルロース層７の中に分散させる方法としては、例えばミクロフィブリルセルロースの懸濁液中に炭素繊維を分散してコーティング・乾燥させる方法や、あるいはミクロフィブリルセルロースと水の混合物中に炭素繊維を混ぜ込んで一緒に付着させ、乾燥させる方法がある。
ミクロフィブリルセルロース層７に、バインダー以外の例えばリグノフェノール誘導体の粉末を分散させることにより、ミクロフィブリルセルロース層７の耐水性が改善される。さらに、リグノフェノール誘導体が分散されたミクロフィブリルセルロース層７を１２０℃〜１７０℃で焼成すると機械的強度が改善される。
添加剤の効果としては、成形体の機械的強度向上以外の効果を得ることもできる。
ミクロフィブリルセルロース層７に、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を分散させてもよい。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維は、ミクロフィブリル化されているセルロース繊維に比べてセルロース繊維を得るために投入するエネルギーコストと製造時間を短縮できるので、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を混ぜることにより成形体を低コストにて得られる。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維であってもセルロース繊維であることに変わりはなく、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とミクロフィブリルセルロースとの間でも水素結合が行われるため、水素結合などの強い結合を行わないような例えばガラスファイバーを入れる場合に比べてミクロフィブリルセルロース層７の機械的強度低下を少なくできる。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維をミクロフィブリルセルロース層７に分散させる方法としては、先に説明した炭素繊維を分散させるのと同様に行うことができる。
ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維をミクロフィブリルセルロース層７に分散させる場合、繊維長（粒径）の平均値が同じであっても、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維の粒度分布は広い範囲に平均的に分布している方が好ましい。例えば、古紙からミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を得る場合に、解繊の方法や程度が異なる数種類の解繊品をブレンドして用いると、粒度分布には図４に示すようにミクロフィブリルセルロースのピーク以外に、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維のピークが２つ以上現れる。あるいは、図５に示すようにピーク付近の分布幅が広い粒度分布となる。この場合には、半値幅がピーク値の１０％以上の値を有する粒度分布の幅の２／３より広いことが好ましい。粒度分布測定には、例えば株式会社堀場製作所製粒度分布測定装置LA−９１０を用いる。
ミクロフィブリルセルロース層７において、酸化シリコンとミクロフィブリルセルロースとを複合させてもよい。上述の説明で中間層としてリグノフェノール誘導体層６をゾルゲル法により形成することを説明したが、ゾルゲル法に用いられる溶液と同じ成分あるいは近い成分となるように、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液を調整する。例えば、ミクロフィブリルセルロースが分散されている水を一部若しくは全部アルコールなどに置換する。この置換は水分を減少させてミクロフィブリルセルロース同士が結合して成形体としての形を成した後に行っても良いのは言うまでもない。そして、懸濁液中に金属アルコキシド等の材料を入れてゾルゲル法により酸化シリコンを形成しながら乾燥し、ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体をミクロフィブリルセルロース層７に形成する。この複合体により硬度や耐水性が向上する。ただし、耐水性を向上させる場合にはパルプモールド５の解繊の妨げとならないようミクロフィブリルセルロース層７の厚みを調整するなどの必要がある。ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合により透明度が向上する場合もある。
また、ミクロフィブリルセルロース層７において、炭酸カルシウムとミクロフィブリルセルロースとを複合させてもよい。例えば、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液や混合物中に水酸化カルシウムを溶かしておく。この懸濁液や混合物によりミクロフィブリルセルロース層７を形成するのであるが、二酸化炭素が存在する雰囲気中で懸濁液や混合物の攪拌又は混錬が行われるようにしてパルプモールド５の表面に付着させ、水酸化カルシウムを炭酸カルシウムに変化させて、ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合をする。炭酸カルシウムとの複合により、硬度や耐水性を向上させることができる。
【００１１】
また、ミクロフィブリルセルロース層７に機能物質を添加してもよい。機能物質として例えば油脂を添加した場合、ミクロフィブリルセルロース層７に撥水作用や潤滑作用を持たせることができる。後述する保護層を設けない場合には筐体２の耐水性が向上し、取り扱い易くなる。油の添加は、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液や混合物中において油を超音波等により水と混ぜて添加することで行うことができ、脂の添加は、例えば湯煎したものを超音波で細かくするなどして細かくなった脂を懸濁液や混合物中に混ぜ込むことにより行うことができる。ここでは筐体２に用いる場合を示したが、成形体を摺動部として用いることができ、その場合には摺動抵抗を下げられるという効果が期待できる。
油脂以外に金属石けんなどを用いても同様の効果が得られる。
また、ミクロフィブリルセルロース層７に、環境変化に対応して発光又は変色する物質を添加してもよい。発光する物質には、例えば電磁波の影響（環境変化）で発光する蛍光塗料やエレクトロルミネッセンス材料、変色する材料には、例えば温度や光や電磁波の影響（環境変化）で変色するサーモクロミズム材料、フォトクロミズム材料、エレクトロクロミズム材料などがある。これらのような機能物質が添加されたミクロフィブリルセルロース層７において、所定の環境変化例えば電界の変化によって所定の機能が発現し即ちエレクトロルミネッセンス材料が発光する。このようにミクロフィブリルセルロース層７が発光すれば電界の変化を検知でき、逆に積極的に電界を変化させてミクロフィブリルセルロース層７を発光させることもできる。ミクロフィブリルセルロース層７は、懸濁液や混合物から形成されるため、機能物質を添加し易く、紙などに比べて密度が高いため、機能物質を保持させ易い。
図３に示すように、ミクロフィブリルセルロース層７の上には、酸化シリコンからなるガラス質の保護層８が形成されている。保護層８は必要に応じて設ければよいが、ノートブック型パーソナルコンピュータ１のように屋外において使用される機会が多いものには保護層を設けることが好ましい。保護層８はゾルゲル法によってコーティングされる。例えば、上述の中間層としてのリグノフェノール誘導体層６と同様の製造方法により製造される。ゾルゲル法で、例えば金属アルコキシドを用いる場合など、加水分解で保護層８を形成すると、ミクロフィブリルセルロース中の水分と反応させることによりミクロフィブリルセルロース層７と保護層８との結合を密にすることができる。
ここでは保護層８が酸化シリコンからなる場合について説明したが、他の物質で形成されてもよく、無機物・有機物のいずれであってもよく、例えば炭酸カルシウムで保護層を形成できるが、筐体２を粉砕してパルパーに入れた際に離解の妨げになり難いものであることが好ましい。
【００１２】
また、立体を構成しているパルプモールド５の中に外部に作用を及ぼす機能物質を添加してもよい。例えば、パルプモールド５に木の香りのする香料を染み込ませ、ノートブック型パーソナルコンピュータ１を使用する者に心地よさを感じさせることができる。香料を染み込ませたとき、ミクロフィブリルセルロース層７の構造が緻密で香料が揮発した際に少ししか通過させないため香りを持続させる効果がある。パルプモールド５には、香料以外の機能物質、例えば蛍光塗料や帯電防止剤や潤滑剤など成形体の使用用途に応じて適宜選択できる。
以上の説明では、成形体の用途をノートブック型パーソナルコンピュータ１の筐体２としたが、成形体の用途は上述のものに限られるものではなく、例えば旅行鞄、フィルム一体型のカメラのケース、自動車部品、家具、建設資材など様々な用途が存在する。従って、成形体の各要素は用途に適応するよう適宜組み合わせられるが、リサイクル性に優れることから回収される用途であることが好ましい。
なお、この明細書及び特許請求の範囲において立体には厚さ３ｍｍ以上の板が含まれるものとする。板になれば、２次元的な紙と異なり、用途としてそれ自身が立体的な成形体として使用可能であるからである。
【００１３】
ノートブック型パーソナルコンピュータ１を廃棄する際には、筐体２を他の部品と分別してパルパーに入れることにより離解することができる。離解されたセルロース繊維は細かくなり水中に浮遊するがリグノクレゾールは沈殿する。このようにして、リグノクレゾールを分離した後、溶剤例えばアセトンに溶かして溶剤に不要な酸化シリコンや炭酸カルシウムなどと分離することによりリグノクレゾールを再度使用することが可能になる。この場合、筐体２を溶剤につけてリグノクレゾールを抽出するのに比べ溶剤使用量を大幅に削減することができ、安全性とコスト面を改善することができる。
【００１４】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態による成形体について図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態の筐体２の構成を説明するための部分断面図である図３に対応する部分断面図である。第１実施形態の成形体では、ミクロフィブリルセルロース層７をリグノフェノール誘導体層６の上に形成したが、その逆に図６に示すよう、ミクロフィブリルセルロース層７ａの上にリグノフェノール誘導体層６ａを形成してもよい。図６に示すようにミクロフィブリルセルロース層７ａの上にリグノフェノール誘導体層６を形成する場合、ミクロフィブリルセルロース層７の構造が緻密でリグノクレゾールの溶解したアセトンがほとんど染みこまないため、ミクロフィブリルセルロース層７ａの表面を粗面化して表面に留めるようにする。表面にリグノフェノール誘導体層６ａが形成された後、１３０℃〜１６０℃に熱した鏡面の金属体に接触させることにより、表面を平滑にするとともに、ピンホールを削減する。
リグノフェノール誘導体層６ａの上に、第１実施形態で説明した方法により酸化シリコンからなる保護層８ａを形成する。
リグノフェノール誘導体層６ａによりミクロフィブリルセルロース層７ａと保護層８ａが隔てられていることにより、パルパーでの離解の際にミクロフィブリルセルロース層７ａの解離も進みやすくなる。
一方、酸化シリコンからなるガラス層である保護層８ａがリグノフェノール誘導体層６ａの上に形成されることにより、リグノフェノール誘導体層６ａがアセトンやアルコールに溶けるという耐溶剤性が乏しい性質を補う。耐水性を付与するために、リグノフェノール誘導体層６ａがあることから保護層８ａは薄く形成できるので、保護層８ａの柔軟性を向上させることができる。一方、リグノフェノール誘導体層６ａが堅く、平滑であることからガラス層である保護層８ａにクラックの入るのを防ぐことができる。
この場合、回収した筐体２ａを例えばアセトンに入れてリグノフェノール誘導体層６ａを含む表面の層を剥がす工程の後、筐体２ａをパルパーに入れて離解を行うことができる。このようにすることにより、保護層８ａの剥離を容易に行え、リサイクルが容易になる。
【００１５】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態による成形体について図７を用いて説明する。第１実施形態の成形体では、パルプモールド５が通常の筐体で連続体である。そのため、リグノフェノール誘導体層６はパルプモールド５の表面に形成され、パルプモールド５の内部ではリグノクレゾールがほとんど残存しないので、筐体２のパルプモールド５内部の強化にはほとんど役に立っていない。第３実施形態による成形体では、例えばパルプモールド５に対応する構造を、紙粉をでんぷん糊などで固めてモールド５ｂを形成する。その際、モールド５ｂに複数の貫通孔５ｂａを形成する。貫通孔５ａａの径は例えば０．５ｍｍで、１ｃｍ２に１６個形成する。
モールド５ｂにアセトンに溶解させたリグノクレゾールを含浸させ、乾燥する。乾燥工程においては、電磁波あるいは赤外線を照射してモールド５ｂの中心部から暖めることにより、モールド５の内部に残留するリグノクレゾールの量を多くすることができ、モールド５ｂの強度を向上させることができる。なお、第１及び第２実施形態あるいは本実施形態に続く実施形態の説明においても電磁波あるいは赤外線を照射して内部に残留するリグノクレゾールの量を増やしてもよいことはいうまでもない。
乾燥後、貫通孔５ｂａの内部及びモールド５ｂの表面にリグノクレゾールが集中し、リグノフェノール誘導体層６ｂが形成される。貫通孔５ｂａ内のリグノクレゾールが表裏を繋ぐ役割をすることにより、筐体２ｂの強度を上げることができる。リグノフェノール誘導体層６ｂの上にミクロフィブリルセルロース層７ｂを第１実施形態のミクロフィブリルセルロース層７と同様の方法により形成し、更にその上に第１実施形態の保護層８と同様に保護層８ｂを形成する。
【００１６】
（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態による成形体について図８を用いて説明する。第１実施形態の成形体では、パルプモールド５が通常の筐体で連続体である。そのため、リグノフェノール誘導体層６はパルプモールド５の表面に形成され、パルプモールド５の内部ではリグノクレゾールがほとんど残存しないので、筐体２のパルプモールド５内部の強化にはほとんど役に立っていない。第４実施形態による成形体では、例えばパルプモールド５に対応する構造を、紙粉をでんぷん糊などで固めて、発泡剤を添加してモールド５ｃを形成する。その際、モールド５ｃに中に複数の気泡５ｃａが形成される。気泡５ｃａの１ｃｍ３中の密度や大きさは添加する発泡剤の種類や添加量あるいはバインダーの種類や添加量によって制御する。発泡剤としては例えば炭酸カルシウムを用いることができる。
モールド５ｃにアセトンに溶解させたリグノクレゾールを含浸させ、乾燥する。乾燥後、気泡５ｃａの内部及びモールド５ｃの表面にリグノクレゾールが集中し、リグノフェノール誘導体層６ｃが形成される。気泡５ｃａ内のリグノクレゾールが気泡５ｃａの形状を維持する役割をすることにより、筐体２ｃの強度の低下を抑制することができる。気泡５ｃａがあることにより筐体２ｃを軽量化することができる。リグノフェノール誘導体層６ｃの上にミクロフィブリルセルロース層７ｃを第１実施形態のミクロフィブリルセルロース層７と同様の方法により形成し、更にその上に第１実施形態の保護層８と同様に保護層８ｃを形成する。
【００１７】
（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態による成形体について図９を用いて説明する。図９は第５実施形態によるファイル用紙製バインダーの構成を示す正面図である。
図９に示すように、ファイル用紙製バインダーは基体部２０と紙製釘ホルダー２１とを備えている。紙製釘ホルダー２１は、基体部２０に抜き差し自在に構成され、紙製釘ホルダー２１にて穴の開いた書類を束ね、紙製釘ホルダー２１を基体部２０に差し込んで書類を綴ることができるようになっている。図９に示す第５実施形態は、先に説明した図９に示す第５実施形態のファイル用紙製バインダーを改良したものである。特に、紙製釘ホルダー２１を設けることにより、書類を綴じたり抜き出したりする際に、紙製釘ホルダー２１で束ねることができる点が優れている。
【００１８】
図１０は図９のファイル用紙製バインダーの基体部２０の構成を示す平面図であり、図１１は正面図であり、図１２および図１３は図１１のＡ−Ａ線断面から各々左右側面を見たＡ−Ａ線断面図である。
図１０に示すように、基体部２０は略長方形の平面形状を有する紙製ベース２２と、紙製ベース２２と一体的に形成されていて紙製ベース２２の一辺から略垂直に立ち上がる紙製綴り板２３と、紙製綴り板２３に対向して紙製ベース２２の他辺に紙製ベース２２とのなす角を変えられるように設けられている紙製綴り板２４とを備えている。つまり、紙製綴り板２３が左側面を、紙製綴り板２４が右側面を構成する。
さらに、基体部２０は、紙製綴り板２３に固定されている紙製綴り桿２５を備えている。この紙製綴り桿２５は中空の紙筒により形成され、第５実施形態では紙筒をコ字型に折り曲げるとともに折り曲げ部分を両端に持つ中央部分を扁平に変形させて形成している。
【００１９】
図１１に示す紙製綴り板２３は一枚の板紙を折り返して二重にし接着剤で接着することにより形成されている。
図１１に特徴が良く現れているが、紙製ベース２２と紙製綴り板２３は、それらの境界領域において、紙製ベース２２から紙製綴り板２３に続く外側に積層されている板紙と内側に積層されている板紙とから筒状に形成された部分２６を有する。
この筒状に形成された部分２６により、紙製ベース２２と紙製綴り板２３のなす角が維持されるように補強されている。
この筒状に形成された部分２６は、紙製ベース２２および紙製綴り板２３に対して垂直な平面で切断した断面形状が略三角形をしている。先端が丸まったり、辺を構成する板紙が撓んだりするので正確な三角形ではないが、三角形にすることにより、折り目が少ないため形成が容易になり、かつ外力に対して安定な構造になる。
【００２０】
図１２に示すように、筒状に形成された部分２６には、後述する紙製釘ホルダーを係り止めするための開口部２７が設けられている。開口部２７は予め対応する個所の板紙を、例えばトムソンなどにより打ち抜いて形成される。
また、図１１からは膨出部２８の構成上の特徴が見て取れる。即ち、膨出部２８は、紙製ベース２２と略平行な下面２８ａを有する筒状に形成されており、紙製ベース２２および紙製綴り板２３に対して垂直な平面で切断した断面形状が略三角形をしている。三角形にすることにより、折り目が少ないため形成が容易になり、かつ外力に対して安定な構造になる。
膨出部２８の下面２８ａは、紙製釘ホルダー２１を係り止めするため、紙製綴り桿２５に近い側ほど低くなるよう傾斜していることが好ましい。
【００２１】
図１３には、基体部２０の左側面を構成する紙製綴り板２４が示されている。紙製綴り板２４は一枚の板紙を３回折り返し四重にし接着剤で接着することにより形成されている。このように板紙が４枚重なった厚みを持たせることにより、紙製綴り桿２５をしっかりと固定することができる。また、紙製綴り桿２５の扁平部分を紙製綴り板２４の中に収納することにより、紙製綴り桿２５の抜けを防止するとともに、厚みが増して書類を綴ることができる領域が少なくなるのを抑制している。
【００２２】
図１４は紙製釘ホルダーの構成を示す平面図であり、図１５は紙製釘ホルダーの正面図であり、図１６は紙製釘ホルダーの側面図である。紙製釘ホルダー２１は板状部２９と釘部３０とを備える。板状部２９は、一枚の板紙を２回折り返して３重にしたものに一枚の板紙片を重ね合わせて、合計４枚分の板紙の厚みを持たせて構成されている。これにより、釘部３０を固着する穴の深さを十分に確保でき釘部３０の固定を十分強固なものにすることができる。
釘部３０は紙を巻きつけてスティック状にしたものからなり、書類の穴に通し易いよう先端部を尖らせている。釘部３０の板状部２１への固定は例えば接着剤で接着することにより行う。
また、紙製釘ホルダー２１は、図１６に示すように、板状部２９の下側に足２９aを有しており、この足２９aが基体部２０の開口部２７に嵌り込む。足２９aの幅が開口部２７の幅にほぼ一致しており、開口部２７と足２９ａが係り止め手段となって、膨出部２８とともに基体部２０と紙製釘ホルダー２１の位置関係を決めている。
【００２３】
図１７は基体部２０に紙製釘ホルダー２１を差し込んで紙製釘ホルダー２１を掛止しようとしている状態を示す正面図である。
図１７には書類が示されていないが、通常は紙製綴り桿２５に書類が通された状態で紙製綴り桿２５の中に、釘部３０が挿入される。この状態からさらに、紙製綴り板２４と紙製ベース２２のなす角が直角になるまで、紙製綴り板２４を立てて行くのであるが、板状部２９が描く円弧状の軌跡の上に膨出部２８の先端が張り出しているため、板状部２９によって膨出部２８が押し退けられる。
膨出部２８が板状部２９に押し退けられると、紙製綴り板２３が反り返る弾性変形が起こる。そして、板状部２９が膨出部２８の下面２８ａよりも下にくると紙製綴り板２３の弾性変形が解除され、下面２８ａによって板状部２９の上辺が抑えられる。このとき、紙製釘ホルダー２１の足２９aが開口部２７に嵌り込むとともに紙製ベース２２に当接するため、紙製釘ホルダー２１、ひいては紙製綴り板２４および紙製綴り桿２５を掛止することができる。
【００２４】
次に、紙製ベース２２および紙製綴り板２３，２４の作り方について図１８を用いて説明する。図１８に示す１枚の板紙４０には、予めトムソンにより、穴４１および開口部４２，４７が形成されている。また、図１８の点線で示すところに折り目が付いている。平面４３A，４４，４３ｂ，４５の順に外側から内側へと巻き込んでいく。寸法を安定させるため例えば平面４４より平面４３Ａが幅狭く形成されている。
平面４８は平面５１に接着剤で接着されて紙製ベース２２を構成する。折り目４９が膨出部２８の先端に相当し、平面５０が膨出部２８の下面２８ａに相当する。
以上のように、一枚の板紙から紙製ベース２２および紙製綴り板２３，２４を成形することにより、紙製ベース２２に紙製綴り板２３，２４を貼り付ける作業を省くことができ、紙製綴り板２３，２４が曲がって取り付けられたり貼付個所が剥れたりする不具合が発生しないなど品質面でも安定する。
最後に、基部２０及び紙製釘ホルダー２１を、リグノクレゾールが溶解しているアセトン溶液の中に浸漬して乾燥する。リグノクレゾールはアセトンが蒸発して溶液濃度の濃くなった部位に集まる性質を持っているので、基部２０及び紙製釘ホルダー２１の表面にリグノフェノール誘導体層を形成することができる。膨出部２８は、紙製釘ホルダー２１を掛止するたびに紙製具擬ホルダー２１と擦れる摩擦部である。リグノフェノール誘導体層は紙に比べて堅く、また紙の繊維を結びつける作用をするため、摩擦による毛羽たち、あるいは膨出部２８や紙製釘ホルダー２１の表面の損傷を抑制することができる。
また、紙製綴り板２３は、紙製釘ホルダー２１を掛止するために適度な弾力性を要する。紙自信も弾性変形するため紙だけで紙製綴り板２３を形成することができるが、リグノフェノール誘導体層を表面に形成することでヤング率が向上し、適した弾力性を得やすくなる。
【００２５】
（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態による成形体について図１９および図２０を用いて説明する。図１９は、第６実施形態による紙管の構成を示す斜視図である。図１９に示す紙管６０は、紙管原紙をスリットした紙テープ７３（図２０参照）を巻いて形成された素管６１と、素管６１上にコーティングされたリグノフェノール誘導体層６２とを備える。紙管原紙は、セルロース繊維を解繊可能に結合させたものである。紙管原紙自身は２次元の物体であるが、素管６１に加工されることにより３次元の立体となる。最外層の紙テープ７３の表面にはミクロフィブリルセルロース層が形成されている。
図２０は素管６１の一製造工程を示す工程図である。紙テープ７３はマンドレルと呼ばれる鉄製円柱状の型７４に添わせて成形される。つまり、接着剤が塗布された紙テープ７３が型７４に螺旋状に巻きつけられ、ベルト７５によって型７４の前方に向けて駆動されるため素管６１は連続的に生産される。回転しながら連続的に型７４の表面を前方に移動する素管６１の上に、例えば高粘度の溶液を塗布装置７６で塗布する。塗布する溶液の調整は、溶液の濃度を調整し、又は添加するバインダーの濃度を調整して、コーティングに適した粘度を得るように行う。素管６１の回転速度を利用してリグノフェノール誘導体層６２の厚みが均一にできる粘度に調整する。
リグノフェノール誘導体層６２の乾燥を行う場合は、素管６１を回転させながら行う方が、リグノフェノール誘導体層６２の厚みを均一にする上から好ましい。そして、図２０に示す工程の後で、紙管６０の表面に鏡面加工された金属を１２０℃〜１７０℃に加熱して押し付けることにより、表面を平滑化する。
なお、ミクロフィブリルセルロース層は、素管７１の形成後に素管７１の表面にミクロフィブリルセルロースが分散された懸濁液をコーティングすることにより形成してもよい。
以上のようにして形成された紙管６０は、例えば合成糸を巻き取るヤーンチューブとして使用することができる。ヤーンチューブに巻き取られる糸には、糸の損傷を防ぐため潤滑油と水とが含浸されている。そのため、糸を巻き取った後に潤滑油や水が紙管に染み込みしみができるという不具合が発生する。リグノフェノール誘導体層６２が耐水性、ミクロフィブリルセルロース層が耐油性を持つことから、耐水性及び耐油性を持つ紙管を提供できるという効果がある。耐水性を向上させるには、紙テープ７３の表面が平滑で緻密な構造を有することが好ましい。紙であれば例えばコート紙が好ましく、ミクロフィブリルセルロース層は紙に比べてさらに緻密な構造であるのでより好ましい。
なお、素管６１とリグノフェノール誘導体層６２の間に中間層を設ける場合に、例えばガラス層を中間層として設けてもよいのは、第１実施形態と同様である。
リグノフェノール誘導体層６２にバインダーを添加して、中間層を介するのであれば中間層との層間剥離強度、素管６１に直接形成するのであれば素管６１との層間剥離強度、後述する表面層との層間剥離強度あるいは、リグノフェノール誘導体層６２自身の機械的強度を向上させることができる。
リグノフェノール誘導体層６２において、酸化シリコンや炭酸カルシウムとミクロフィブリルセルロースとを複合させてもよく、複合する方法及び効果は第１実施形態と同様である。
また、リグノフェノール誘導体層６２の上にさらにミクロフィブリルセルロース層を設けてもよい。リグノフェノール誘導体よりもセルロースが表面に出ている方が、染色を施される糸には適している場合があるからである。
また、さらに撥水性を付与したい場合には、例えば油脂を添加したりフッ素をコートして、リグノフェノール誘導体層６２に撥水作用を持たせることができる。
また、リグノフェノール誘導体層６２の上に、酸化シリコンからなるガラス質の保護層を形成してもよく、第１実施形態で説明した効果を奏する。保護層の形成も第１実施形態で説明した方法と同様に行える。
以上の説明では、成形体の用途をヤーンチューブとしたが、成形体の用途は上述のものに限られるものではなく、例えば容器、自動車部品、家具、建設資材など様々な用途が存在する。従って、成形体の各要素は用途に適応するよう適宜組み合わせられるが、リサイクル性に優れることから回収される用途であることが好ましい。紙管の場合には、回収のルートや製紙メーカーでのリサイクル技術が確立しており、第６実施形態の紙管であれば、このようなルートで回収しリサイクルを行うことができる。
上記第１実施形態から第６実施形態では、紙などのセルロース繊維にて立体を形成し、紙の離解プロセスを経て紙と同様にリサイクルできる態様について説明したが、古紙やダンボールなどのリサイクルプロセスを活用しなくとも独自のリサイクルプロセスを構築してリサイクルを行うことも可能である。
リサイクルプロセスを構築するのであれば、解繊可能な立体はセルロース繊維以外の繊維であってもかまわない。
例えば、リグノセルロース繊維、つまり木本植物から取れる木材や草本植物から取れる竹材等をリグニンとセルロースに分けることなく繊維状にして使用することもできる。例えば竹を繊維径の分布のメジアンが１００〜２００μｍ程度になるまで粉砕し、バインダーとして例えば澱粉を用いて直接立体的に成形し又は薄体に形成してから筒状に巻くなどして立体的に成形してもよい。
リグノセルロース繊維にはリグニンが含まれているためリグノフェノール誘導体との馴染がよく、リグノフェノール誘導体のコーティングが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態にノートブック型パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図２】図1に示すノートブック型パーソナルコンピュータの筐体の部分破断斜視図である。
【図３】図２の一部領域の拡大図である。
【図４】ミクロフィブリルセルロース層を構成するセルロース繊維の粒度分布を説明するためのグラフである。
【図５】ミクロフィブリルセルロース層を構成するセルロース繊維の粒度分布を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態による筐体の構成を示す破断部分の部分拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態による筐体の構成を示す破断部分の部分拡大図である。
【図８】本発明の第４実施形態による筐体の構成を示す破断部分の部分拡大図である。
【図９】本発明の第５実施形態によるファイル用紙製バインダーの構成を示す正面図である。
【図１０】図９のファイル用紙製バインダーを構成する基体部の平面図である。
【図１１】図１０に示す基体部の正面図である。
【図１２】基体部の右側面を示す図１１のA−A線断面図である。
【図１３】基体部の左側面を示す図１１のA−A線断面図である。
【図１４】図９のファイル用紙製バインダーを構成する紙製釘ホルダーの平面図である。
【図１５】図１４に示す紙製釘ホルダーの正面図である。
【図１６】図１４に示す紙製釘ホルダーの側面図である。
【図１７】第５実施形態によるファイル用紙製バインダーの動作を説明するための正面図である。
【図１８】図９のファイル用紙製バインダーの基体部の展開図である。
【図１９】本発明の第６実施形態による紙管の構性を示す斜視図である。
【図２０】紙管の一製造工程を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ノートブック型パーソナルコンピュータ、２  筐体、５  パルプモールド、６，６ａ，６ｂ，６ｃ  リグノフェノール誘導体層、７，７ａ，７ｂ，７ｃ  ミクロフィブリルセルロース層、８  保護層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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