(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプスラリーを抄型上に吸引脱水して水分を７０〜９６％含むモールド中間体を形成する工程と、
前記モールド中間体の表面に、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水した後、嵌合しあうプレス型でプレス、乾燥された既モールド成形物を配置後、嵌合しあうプレス型により１５０〜２００℃の範囲で加熱するプレス成形をしてパルプモールド容器を形成する工程と
を具備することを特徴とするパルプモールド容器の製造方法。
【請求項２】
パルプスラリーを抄型上に吸引脱水して水分を７０〜９６％含むモールド中間体を形成する工程と、
パルプスラリーを抄型上に吸引脱水した後、嵌合しあうプレス型でプレス、乾燥された既モールド成形物をプレス型の表面に配置後、前記モールド中間体を前記既モールド成形物の表面に重ね、嵌合しあうプレス型により１５０〜２００℃の範囲で加熱するプレス成形をしてパルプモールド容器を形成する工程と
を具備することを特徴とするパルプモールド容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、故紙パルプ、バージンパルプなどのパルプ材を使用して、抄型上に吸引脱水し、嵌合しあうプレス型内で加熱乾燥することで成形するパルプモールド容器、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パルプモールドは、主に鶏卵容器や、青果物、電気製品等の緩衝材等に用いられている。これらのパルプモールドは、故紙パルプを用いて、湿式にて抄型上で吸引脱水し、成形中間体を型から外して乾燥炉中で乾燥して製造される。この方式は低コストで一般に普及しているが、乾燥時の歪み等により寸法安定性は劣り、また美粧性も低いものである。しかしバージンパルプを利用し、湿式にて抄型上で吸引脱水後、嵌合しあうプレス型内で加熱乾燥することで成形するパルプモールドは、寸法安定性に優れ、表面も平滑になることから一次容器としても使用可能である。
【０００３】
一方プラスチック成形容器は、成形が容易で、パルプモールドに比べて安価であり、耐水性や密封性に優れるが、近年、一部のプラスチック容器から環境ホルモン（内分泌攪乱物質）が溶出するとの報告がされ、プラスチック容器の安全性が懸念されてきている。また廃棄性の点でも、プラスチックは埋め立てても分解せず、減容化が求められており、焼却処理時にも、ダイオキシン等の有害物質の発生、焼却炉の損傷等の問題が取りだたされてきており、脱プラスチックの要望は高まっている。
【０００４】
この現状で、天然素材である紙が見直されてきている。紙素材は、焼却処理しても有害物質を発生しにくいだけではなく、再生紙としてリサイクルすることが可能、また天然素材であるが故に生分解性も有する。最近発泡ポリスチレン製緩衝材がパルプモールド緩衝材に、発泡ポリスチレン製即席ラーメンカップが紙製カップへといった紙素材へ移行するケースが多くなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一次容器等にも用いられる、湿式にて抄型上で吸引脱水後、嵌合しあうプレス型内で加熱乾燥することで成形するパルプモールドは、板紙を折り曲げ、貼り合わせて成形した紙容器と比較して、形状の自由度があり、貼り合わせ部を持たず、紙の端面が露出しない等の利点があるものの、パルプスラリーから直接３次元形状に成形されるため、成形物表面への印刷は、ゴム版や樹脂版による凸版印刷、シルクスクリーン印刷、熱転写印刷等印刷手段が制限され、精細なカラー印刷を施すことは出来ない。また成形物表面へのフィルムのラミネートやコーティングがしにくい等の欠点を持つ。
【０００６】
さらに板紙から成形する紙容器の場合、部材の紙厚をコントロールすることで、容易に容器としての強度をコントロールできるが、該パルプモールド容器は、抄型上での吸引バランスや、嵌合しあうプレス型の精度により厚みバランスが決まることから、容器の厚みを部分的に変更しようとするような場合にも、高価な金型の修正が必要となる。
【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みて、焼却処理しても有害物質を発生しにくく、再生紙としてもリサイクル可能で、生分解性をも有し、形状の自由度があるパルプモールド容器において、精細なカラー印刷による美粧性を有し、必要となる機能、強度を備えながら、出来るだけ安価に製造可能なパルプモールド容器と、その製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のパルプモールド容器およびその製造方法は、以下の通りである。
請求項１に係る発明は、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水して水分を７０〜９６％含むモールド中間体を形成する工程と、前記モールド中間体の表面に、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水した後、嵌合しあうプレス型でプレス、乾燥された既モールド成形物を配置後、嵌合しあうプレス型により１５０〜２００℃の範囲で加熱するプレス成形をしてパルプモールド容器を形成する工程とを具備することを特徴とするパルプモールド容器の製造方法に関するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水して水分を７０〜９６％含むモールド中間体を形成する工程と、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水した後、嵌合しあうプレス型でプレス、乾燥された既モールド成形物をプレス型の表面に配置後、前記モールド中間体を前記既モールド成形物の表面に重ね、嵌合しあうプレス型により１５０〜２００℃の範囲で加熱するプレス成形をしてパルプモールド容器を形成する工程とを具備することを特徴とするパルプモールド容器の製造方法に関するものである。
【００２１】
特に、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水後、嵌合しあう加熱されたプレス型にてプレス、乾燥するパルプモールド容器の製造方法において、紙等の基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物を、抄型上に吸引脱水したモールド中間体の表面に配置後、嵌合しあうプレス型でプレス成形した場合、抄型上に吸引脱水したモールド中間体の持つ水分は、所定形状のシート、或いは既モールド成形物の接着表面である紙基材中に浸透し、水の表面張力により、モールド中間体中のパルプ繊維と紙基材中のパルプ繊維が引き寄せられ、プレス、乾燥されることで両者の繊維間に水素結合が生じ、十分な接着力が得られる。
【００２２】
ここで紙等の基材をベースとする所定形状のシートとは、モールド中間体との接着面は紙であることが特徴であり、そのため、接着剤は不要になる。また、接着面の裏面は、紙やパルプモールド等でなくとも、プラスチックフィルム層、ガラス層等のバリア層や、他の層であっても良い。その接着作用等は後述する。
【００２３】
さらに、所定形状とはシートを付け加えたいと希望する部分の形に合わせた形状という意味で、カップ状容器内面側部を希望するなら、容器内部側面形状のメガホン状の形状を、円形容器の底部を希望するなら、円形の形状を、容器肩部なら、リング状を指す。
【００２４】
そして、モールド中間体とはパルプスラリーを抄型上に吸引脱水し、繊維分を抄き上げたもので、水分が９６〜７０％含む状態を指す。
また、既モールド物とは、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水した後、嵌合しあうプレス型でプレス、乾燥されたパルプモールド物をさし、適宜内添、コーティング、含浸、ラミネート等の加工が加えられたものである。
【００２５】
これらのパルプモールド容器は、ほぼ接合部分に段差を生じない。これらの容器の接合部分には、段差と言えない様な接合溝を生じさせる場合があるけれども、実質的には平坦といえる。
なお、全く接合部分に段差が生じない場合は、端面が露出することもない。
また、接着剤を使用することは必ずしも必要でもなく、通常のパルプモールド成形のライン内で製造できることから、極めて安価な製造方法と言える。
【００２６】
また、パルプスラリーを抄型上に吸引脱水後、嵌合しあう加熱されたプレス型にてプレス、乾燥するパルプモールド容器の成形手法において、紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物を、プレス型の表面に配置しておき、抄型上に吸引脱水したモールド中間体表面と上記シート或いは既モールド成形物が接着する形でプレス成形することを特徴とするものであり、プレス型表面に吸引孔を設ける等により、紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物を、プレス型の表面に固定しておき、同様の原理により、モールド中間体と接着するものである。より接着位置精度の高いパルプモールド容器が得られる。
【００２７】
なお、部分的にパルプ材の肉付きを変えることで効果的に容器強度を向上させた場合は、金型の修正を必要とせずに、部分的に肉厚を上げることで容器強度を改良することが可能である。
【００２８】
また、耐内容物性等を必要としない容器外層には薬剤添加を出来るだけ少なくし、容器内層にのみ機能性付与した部材を用いることで、余分なコストを抑えるとともに、廃棄時の環境負荷も最低限に止めることが可能である。
【００２９】
そして、蓋材で開口部を封止するパルプモールド容器において、蓋材との接着部分表面にのみ接着性の優れたポリオレフィン樹脂層やヒートシールラッカー等の部材を設けた場合は、合成高分子材料の使用量を必要最低限に抑え、かつ蓋材との接着は良好となる。
さらに、プレスは嵌合しあうプレス型でプレス成形するのが安価ではあるが、高度な形状とする場合には、嵌合しあっていない割型を用いて順次または同時にプレスするものであっても構わない。
【００３０】
最後に、グラビア印刷やオフセット印刷の精細なカラー印刷したラベル層を設けるにより、従来のパルプモールド表面の印刷では得られなかった、美粧性に優れたパルプモールド容器を得ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について詳しく説明する。
本発明におけるパルプ材料は、故紙パルプであっても、バージンのパルプであっても、適宜混合したパルプであっても構わないが、一次容器等に用いられる場合は、バージンパルプを使用することが好ましい。パルプの材質としては木材パルプ、および非木材パルプであっても構わない。
【００３２】
上記パルプ材料は、適宜離解、叩解、内添等の紙料調整され、パルプ濃度０．１〜１％程度のパルプスラリーとし、抄型上で吸引脱水してモールド中間体を得る。予め用意しておいた紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物を、該モールド中間体上に設置し、嵌合しあう加熱されたプレス型にてプレス、乾燥することにより、或いはプレス型表面に吸引孔を設ける等により、紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物を、プレス型の表面の所定位置に固定しておき、該モールド中間体を熱プレスすることにより、本発明のパルプモールド容器は得られる。
【００３３】
モールド中間体と紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物との接着は、モールド中間体中の水分が、上記シート或いは既モールド成形物の紙基材中に浸透し、水の表面張力により、モールド中間体中のパルプ繊維と紙基材中のパルプ繊維が引き寄せられ、プレス乾燥される際に、両者のパルプ繊維間に水素結合が生じることにより達成されるため、該モールド中間体の水分含量は、好ましくは９６〜７０％程度に調整される必要がある。水分含量が少なすぎると、紙基材をベースとする所定形状のシート、或いは既モールド成形物との接着が不十分となり、逆に水分含量が多すぎると、成形状態の劣化を招く。
【００３４】
また上記所定形状のシート、および既モールド成形物のモールド中間体との接着表面には、接着剤として作用する物質以外は、何もコーティングされていない未コートの紙でなければならない。接着面に印刷やコーティング層があると、パルプ繊維同士の水素結合が阻害され、十分な接着強度が得られない。また接着剤成分の中にも、焼却処理時に有害物質を発生するものもあることから、出来れば接着剤層を設けない方が望ましい。
【００３５】
該所定形状のシートとしては、紙基材上に必要に応じて印刷、機能性薬剤のコーティング、熱可塑性樹脂等のラミネートを施し、所定形状に打ち抜いたもので、その層構成は紙基材単層であっても、数種材料からなる多層構成であっても構わない。また上記既モールド成形物としては、パルプモールド容器を構成する前記パルプ材料と同様のパルプ材料からなり、別にパルプモールド成形したもので、必要に応じて機能化薬剤の内添、或いはコーティング、含浸、ラミネート等の処理がされたものが用いられる。
【００３６】
本発明のパルプモールド容器は、インラインで成形されることを特徴とし、嵌合しあうプレス型内で、プレスされ接着することから、パルプモールド成形体へのオフラインでの接着のように接合面に段差が生じることなく、上記所定形状のシート、或いは既モールド成形物は、パルプモールド容器中に埋設されて、表面は平滑で端面の露出がない。また接着剤も必要としないことから、低コストで、廃棄時の環境負荷も少ないパルプモールド容器であると言える。
【００３７】
本発明のパルプモールド容器の形状は特に限定されず、カップ状、丼状、トレー状、また中仕切等をもつものでも構わない。容器上面を蓋材にて密封する容器の場合は、開口部にシール部分としてのフランジ部を有することが好ましい。
【００３８】
以下、図面および実施例にて本発明を詳しく説明する。但し本発明は、これらの図面および実施例に限定するものではない。図１は、本発明のパルプモールド容器の形状の一例を示す模式図である。まず図１に示す形状と対応する抄型、および嵌合しあうプレス型を作製した。
【００３９】
抄型は、図１に示す形状と対応する抄網とその受け型からなり、受け型には、パルプ材の肉厚が均一になるように吸引脱水のための吸引孔を配置した。該抄型は、図１に示す容器形状の開口部１１が上向きで抄造される雌型と、開口部１１が下向きで抄造される雄型の２種類を作製した。またプレス型は、図１に示す形状に対応して、嵌合しあう雄型と雌型からなり、両型の間に０．５ｍｍのクリアランスを設けた。プレス型は１５０℃〜２００℃に加熱可能で、プレス乾燥時に発生する水蒸気を排気出来るように、プレス型には吸引孔を設置した。
【００４０】
（比較例１）
ＮＢＫＰを５００ｃｓｆまで叩解し、０．４％濃度のパルプスラリーとした。パルプスラリー２Ｌを、上記雌型の抄型上に吸引脱水することでモールド中間体を得、抄網ごと嵌合しあうプレス型に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、図１に示す如きパルプモールド容器を得た。
【００４１】
（実施例１）
坪量２５０ｇ／ｍ2 の未コート板紙を、図１に示すパルプモールド容器開口部１１のフランジ部分１２に対応する形状に打ち抜いておく。比較例１と同様にモールド中間体を作成し、そのフランジ部分に、上記打ち抜かれた板紙を配置し、抄網ごと嵌合しあうプレス型に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、図２に断面図を示す如きパルプモールド容器を得た。本パルプモールド容器の横方向からの圧縮強度は、フランジ部分の肉厚に大きく依存する。万能試験機により、圧縮時の座屈荷重を測定したところ、比較例１のパルプモールド容器に比べて、座屈荷重が約２倍にアップしていた。また図２中の接着面２３の接着状態は良好であった。
【００４２】
（実施例２）
ＮＢＫＰを３５０ｃｓｆまで叩解し、０．４％濃度のパルプスラリーとした。これにポリアクリルアミド樹脂紙力増強剤を絶乾パルプ重量当たり０．３％、フッ素系撥油剤を絶乾パルプ重量当たり０．５％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを絶乾パルプ重量当たり１％内添したパルプスラリー１Ｌを、上記雌型の抄型上に吸引脱水し、抄網ごと嵌合しあうプレス型に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、既モールド成形物を得た。続いて５００ｃｓｆに叩解した、０．４％濃度のＮＢＫＰパルプスラリー１Ｌを、上記雌型の抄型上に吸引脱水することでモールド中間体を得、その上に前記既モールド成形物を重ねて、抄網ごと嵌合しあうプレス型に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、図３に断面図を示す如きパルプモールド容器を得た。
【００４３】
実施例２により得たパルプモールド容器は、比較例１の原料となるパルプスラリーにポリアクリルアミド樹脂紙力増強剤を絶乾パルプ重量当たり０．３％、フッ素系撥油剤を絶乾パルプ重量当たり０．５％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを絶乾パルプ重量当たり１％内添して作製したパルプモールド容器と比べて、薬剤の使用量は１／２でありながら、容器内層表面の耐水性、撥水性はより優れるものであった。接着面３３の接着状態も良好であった。
【００４４】
（実施例３）
片面にポリプロピレン樹脂を２０μｍ積層した、坪量２５０ｇ／ｍ2 の板紙を、図１に示すパルプモールド容器開口部１１のフランジ部分１２に対応する形状に打ち抜いておく。比較例１と同様にモールド中間体を作成し、そのフランジ部分に、上記打ち抜かれた複合シートを、ポリプロピレン樹脂面を上に配置し、抄網ごと嵌合しあうプレス型に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、図４に断面図を示す如きパルプモールド容器を得た。
【００４５】
実施例３のパルプモールド容器と、比較例１のパルプモールド容器に対して、紙／低密度ポリエチレン／アルミニウム箔／ＥＶＡ系ホットメルト樹脂の層構成の蓋材を、容器開口部１１のフランジ部分１２にインパルスシールにより接着させた。実施例３のパルプモールド容器の蓋材との接着強度は、比較例１の容器に比べて、約５倍であった。
【００４６】
（実施例４）
坪量８１．４ｇ／ｍ２の上質紙に、グラビア印刷機にてカラー印刷を施し、図１に示すパルプモールド容器の胴部分１３に対応する形状に打ち抜いてラベルを作製した。本ラベルを上記嵌合しあうプレス型の雌型の胴部分表面に、吸引して固定しておく。  ５００ｃｓｆまで叩解した、０．４％濃度のＮＢＫＰパルプスラリー２Ｌを、上記雄型の抄型上に吸引脱水することでモールド中間体を得、抄網ごと嵌合しあうプレス型（雄型とラベルを固定した雌型）に挟み、１５０℃、０．４ＭＰａにて熱プレスし、図５に断面図を示す如きパルプモールド容器を得た。
【００４７】
実施例４のパルプモールド容器は、外層表面が平滑で、容器本体とラベル層が一体化しており、精細なグラビア印刷により美粧性に優れたものであった。一方比較例１のパルプモールド容器にゴム版等の凸版印刷した場合は、単色で美粧性に劣り、また比較例１のパルプモールド容器に前記ラベルをオフラインで巻き付けた場合、接着剤を必要とし、さらにラベル部分に段差を生じるため剥がれやすいものとなってしまった。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、パルプモールド容器の形状を変更することなく、また接着剤を使用することもなく、強化部材、機能化部材、ラベル部材等との複合化が可能であり、金型の修正や、オフラインでの接合装置を必要としない。また合成高分子材料の使用量を必要最低限に抑えられることから、紙本来の焼却時の安全性やリサイクル性、生分解性に与える影響を最低限に抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルプモールド容器の形状の一例を示す模式図である。
【図２】本発明のパルプモールド容器の実施例１を示す断面図である。
【図３】本発明のパルプモールド容器の実施例２を示す断面図である。
【図４】本発明のパルプモールド容器の実施例３を示す断面図である。
【図５】本発明のパルプモールド容器の実施例４を示す断面図である。
【符号の説明】
１…パルプモールド容器
１１…開口部
１２…フランジ部
１３…胴部
２…パルプモールド容器
２１…モールド成形されたパルプ部材
２２…所定形状に打ち抜かれた板紙部材
２３…接着面
３…パルプモールド容器
３１…モールド成形されたパルプ部材
３２…既モールド成形部材
３３…接着面
４…パルプモールド容器
４１…モールド成形されたパルプ部材
４２…所定形状に打ち抜かれた複合シート部材
４３…接着面
５…パルプモールド容器
５１…モールド成形されたパルプ部材
５２…印刷ラベル部材
５３…接着面
【図１】
0004599636.tif 000002
【図２】
0004599636.tif 000003
【図３】
0004599636.tif 000004
【図４】
0004599636.tif 000005
【図５】
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