JP2024002629A - パルプモールド成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】容器として使用した際に内容物が充填され容器が積み重ねられた場合など、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくいパルプモールド成形品を提供する。【解決手段】パルプモールド成形品は、厚さが1.5mm以下であり、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6乃至25kN/mの範囲内にある。【選択図】図1
Description
本発明は、パルプモールド成形品に関する。
近年、廃棄物の増加等に関連した環境問題が多発している。これに鑑み、トイレタリー製品、飲料及び食品などの収納には、プラスチック容器や金属容器に代わり、紙製容器が使用されつつある。例えば、牛乳容器等の液体用紙製容器としては、紙の両面にポリエチレン樹脂をコートした板紙からなり、上部が切妻屋根型を有する容器、所謂、ゲーブルトップ紙容器がある。そのような紙製容器は、省資源や省エネルギーに貢献するものであるのに加え、廃棄に際してもリサイクルや焼却し易いなど環境保全に貢献するものである。それ故、紙製容器は、様々な分野で普及している。
しかしながら、上記のような紙製容器は、板紙を折り曲げ、貼り合わせて成形されるものであることから、製造工程が複雑であり、製造コストが嵩む。また、上記のような紙製容器は、その形状の自由度が低いため、容器の形状に基づく商品の訴求力を充分に発揮できないなどの問題があった。
紙製容器の形状の自由度を高める手段の1つとして、パルプと水とを含んだスラリーから成形品を製造するパルプモールドがある。パルプモールドでは、一般的に、スラリー中のパルプを抄型上に堆積させてパルプ層を形成し、このパルプ層を脱水し、その後、これを炉内で乾燥させる。この技術によって得られる成形品、即ち、パルプモールド成形品は、紙系包装材の物性面での特徴である、耐熱性、耐寒性及び吸放湿性等に優れており、食品用の紙製トレー容器や果物などの固定緩衝材等として広く使用されるようになってきている(特許文献1)。
本発明は、容器として使用した際に内容物が充填され容器が積み重ねられた場合など、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくいパルプモールド成形品を提供することを目的とする。
本発明の一側面によると、厚さが1.5mm以下であり、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6乃至25kN/mの範囲内にあるパルプモールド成形品が提供される。
本発明の他の側面によると、密度が0.5乃至1.15g/cm3の範囲内にある上記側面に係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、パルプの平均繊維長が0.7乃至3.0mmの範囲内にある上記側面の何れかに係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、密度が0.5乃至1.15g/cm3の範囲内にあり、パルプの平均繊維長が0.7乃至3.0mmの範囲内にある上記側面の何れかに係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、非木材パルプを含む上記側面の何れかに係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、開口部を有し、前記開口部から離れる方向へ先細りしている上記側面の何れかに係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、容器である上記側面の何れかに係るパルプモールド成形品が提供される。
本発明の更に他の側面によると、パルプと水とを含んだスラリーを準備することと、立体形状を有する抄型上に前記パルプを堆積させてパルプ層を形成することと、前記パルプ層を脱水して中間成形品を得ることと、未乾燥の前記中間成形品を、雄型と雌型との間に挟んで、0.5乃至10MPaの範囲内の圧力で加圧しながら、120乃至250℃の範囲内の温度で加熱することとを含んだパルプモールド成形品の製造方法が提供される。
本発明によれば、容器として使用した際に内容物が充填され容器が積み重ねられた場合など、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくいパルプモールド成形品を提供することが可能となる。
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記側面の何れかをより具体化したものである。以下に記載する事項は、単独でまたは複数を組み合わせて、上記側面の各々に組み入れることができる。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の構成部材の材質、形状、および構造等によって限定されるものではない。本発明の技術的思想には、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
なお、同様または類似した機能を有する要素については、以下で参照する図面において同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は模式的なものであり、或る方向の寸法と別の方向の寸法との関係、および、或る部材の寸法と他の部材の寸法との関係等は、現実のものとは異なり得る。
<1>パルプモールド成形品
図1は、本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品を示す斜視図である。
図1に示すパルプモールド成形品MP2は、開口部を有し、開口部から離れる方向へ先細りしている。このパルプモールド成形品MP2は、容器である。このパルプモールド成形品MP2は、底部と側壁部とを含んでおり、上部で開口している。
図1は、本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品を示す斜視図である。
図1に示すパルプモールド成形品MP2は、開口部を有し、開口部から離れる方向へ先細りしている。このパルプモールド成形品MP2は、容器である。このパルプモールド成形品MP2は、底部と側壁部とを含んでおり、上部で開口している。
底部は、円盤形状を有している。底部は、容器の深さ方向に対して垂直な平面への正射影が、円以外の形状を、例えば、四角形状などの多角形状を有していてもよい。
側壁部は、底部の縁から上方へ伸びた筒形状を有している。側壁部は、底部から開口部へ向けて拡径している。側壁部の内面及び外面は、底部の上面に対して垂直であってもよい。但し、側壁部が底部から開口部へ向けて拡径しているパルプモールド成形品MP2は、高い離型性を実現するうえで有利であるとともに、積み重ね易い。また、このような形状の場合、複数のパルプモールド成形品MP2を重ねてなる積層物の体積を小さくすることができる。
パルプモールド成形品MP2は、カップ形状、ボウル形状、トレー形状、及び箱形状などの様々な形状を有し得る。パルプモールド成形品MP2は、立体成形品、即ち、シートのように二次元形状を有するものではなく、三次元形状を有する成形品であれば、容器でなくてもよい。
パルプモールド成形品MP2は、厚さが1.5mm以下である。パルプモールド成形品MP2の厚さは、好ましくは1.2mm以下、より好ましくは1mm以下である。厚さの下限値は特にないが、一例によれば、0.6mm以上である。パルプモールド成形品MP2の厚さは、パルプモールド成形品MP2の壁部の厚さ、ここでは、底部及び側壁部の厚さである。壁部の厚さが底部と側壁部とで異なっている場合、パルプモールド成形品MP2の厚さは、底部及び側壁部のうちより薄いものの厚さである。
ここで、パルプモールド成形品MP2の厚さは、以下の方法によって得られる値である。即ち、パルプモールド成形品MP2の任意の位置から5つの試験片を切り出す。次いで、各試験片について、厚さを測定する。厚さの測定には、例えば、ミツトヨ社製のシックネスゲージを使用する。パルプモールド成形品MP2の厚さは、5つの試験片について得られた測定結果の平均値とする。
パルプモールド成形品MP2は、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6乃至25kN/mの範囲内にある。パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さは、好ましくは8乃至24kN/m、より好ましくは9乃至24kN/mの範囲内にある。
ここで、パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さは、JIS P8126:2015「圧縮強さ試験方法-リングクラッシュ法」で規定される方法によって得られる値である。圧縮強さは、円筒状(リング状)に曲げた細長い試験片を、平行な上下圧縮板の間に挟み、圧縮荷重を加えて座屈させたときの最大荷重を取得し、得られた最大荷重を試験片の長さで除することで求められる。なお、この試験方法において、細長い試験片は、パルプモールド成形品MP2から、幅が15mm、長さが145mmの短冊形状を有している試験片を切り出すことにより準備する。
したがって、パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さが大きいと、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくい。ただし、パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さが大きすぎると、落下時等の衝撃荷重がかかった場合に破損しやすくなる。
したがって、パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さが大きいと、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくい。ただし、パルプモールド成形品MP2のISOリングクラッシュ圧縮強さが大きすぎると、落下時等の衝撃荷重がかかった場合に破損しやすくなる。
パルプモールド成形品MP2は、厚さが小さいにも拘わらず、荷重がかかった場合であっても座屈が生じにくい。例えば、パルプモールド成形品MP2を容器として使用した際に、パルプモールド成形品MP2に内容物を充填し、パルプモールド成形品MP2を積み重ねた場合などであっても、座屈が生じにくい。加えて、パルプモールド成形品MP2は、衝撃荷重がかかった場合であっても破損しにくい。また、パルプモールド成形品MP2は、厚さが小さいため、積み重ねた場合に嵩張らず、軽量である。そのため、パルプモールド成形品MP2は、保管時や使用時の利便性がよい。また、パルプモールド成形品MP2の壁部を薄くすることは、その製造時の乾燥を短時間で完了可能とするうえで有利である。
パルプモールド成形品MP2は、密度が0.5乃至1.15g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.6乃至1.15g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。密度が高いことは、パルプモールドの稠密性が向上することを意味し、外部から力が加わった際に抵抗する要素となり、ひいてはISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度の向上にも貢献すると考えられる。ただし、密度が高すぎると、硬さが増すため、落下時等の衝撃荷重がかかった場合に破損しやすくなる。
ここで、上記の密度は、以下の方法によって得られる値である。即ち、パルプモールド成形品MP2のうち表面が湾曲していない部分から、正方形又は長方形の試験片を切り出し、寸法、質量、及び厚さを計測する。得られた値から密度を算出する。
パルプモールド成形品MP2は、坪量が550乃至980g/m2の範囲内にあることが好ましく、580乃至950g/m2の範囲内にあることがより好ましい。坪量が高いことは、パルプモールドの稠密性が向上することを意味し、外部から力が加わった際に抵抗する要素となり、ひいてはISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度の向上にも貢献すると考えられる。ただし、坪量が高すぎると、硬さが増すため、落下時等の衝撃荷重がかかった場合に破損しやすくなる。
ここで、上記の坪量は、以下の方法によって得られる値である。即ち、密度の値を取得する場合と同様、パルプモールド成形品MP2のうち表面が湾曲していない部分から、正方形又は長方形の試験片を切り出し、寸法及び質量を計測する。得られた値から坪量を算出する。
パルプモールド成形品MP2において、パルプの平均繊維長は、0.7乃至3.0mmの範囲内にあることが好ましく、1乃至2mmの範囲内にあることがより好ましい。
パルプの平均繊維長が長いと、パルプモールド成形品MP2においてISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度が低下する。パルプの平均繊維長が短いと、パルプモールド成形品MP2の密度を高くすることが容易になり、また、ISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度が高くなる。しかしながら、パルプの平均繊維長が短いと、乾燥時にパルプモールド成形品MP2に歪が生じ易く、これにより、パルプモールド成形品MP2の表面に凹凸が生じ易い。また、パルプの平均繊維長を過剰に短くすると、その製造時の乾燥を短時間で完了することが難しくなるか、又は、乾燥不良に起因した亀裂や離型性の低下を生じ易くなる。
ここで、パルプの平均繊維長は、以下の方法によって得られる値である。即ち、先ず、パルプモールド成形品MP2から、5gの試験片を取得する。次に、この試験片を細かく千切り、500mLの水に一晩浸漬させる。次いで、これを撹拌機で撹拌して、パルプを互いから離解させる。このようにして、パルプを含んだ分散液を得る。次に、この分散液から10gを採取し、これを水で希釈する。この希釈は、合計質量が200gとなるように行う。このようにして得られた試料を使用して、JIS P8226-2:2011「パルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法-第2部:非偏光法」に従って繊維長測定を行う。パルプの平均繊維長は、長さ加重平均繊維長LLを指す。
パルプモールド成形品MP2が含んでいるパルプを水に分散させてなるパルプ懸濁液は、カナダ標準ろ水度(CSF)が700mL以下であることが好ましく、680mL以下であることがより好ましい。カナダ標準ろ水度が大きいと、パルプモールド成形品MP2は、ISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度が低下する傾向にある。
上記のカナダ標準ろ水度は、500mL以上であることが好ましく、550mL以上であることがより好ましい。カナダ標準ろ水度が小さいと、パルプモールド成形品MP2は、ISOリングクラッシュ圧縮強さ等の強度が高くなるが、乾燥時にパルプモールド成形品MP2に歪が生じ易く、これにより、パルプモールド成形品MP2の表面に凹凸が生じ易い。また、カナダ標準ろ水度が小さいと、その製造時における乾燥に長い時間を要する傾向にある。
ここで、上記のカナダ標準ろ水度は、以下の方法によって得られる値である。先ず、パルプモールド成形品MP2から試験片を取得し、上記と同様の方法により、パルプを含んだ分散液を得る。次に、この分散液を、固形分濃度が0.3質量%となるように水で希釈して、パルプの水懸濁液を得る。次いで、この懸濁液1Lを使用して、JIS P8121-2:2012「パルプ-ろ水度試験方法-第2部:カナダ標準ろ水度法」に規定された測定を行う。この測定には、例えば、熊谷理機工業社製のカナディアンフリーテスターを使用する。また、測定値は、予め測定しておいた懸濁液の温度を補正表へ参照することにより補正する。このようにして、カナダ標準ろ水度を得る。
パルプモールド成形品MP2は、圧縮強さが0.65kN以上であることが好ましく、0.7kN以上であることがより好ましい。なお、圧縮強さの上限値は特にないが、一例によれば、2.2kNである。即ち、パルプモールド成形品MP2は、圧縮強さが大きいと、荷重がかかった場合であっても圧縮変形が生じにくい。例えば、パルプモールド成形品MP2を容器として使用した際に、パルプモールド成形品MP2に内容物を充填し、パルプモールド成形品MP2を積み重ねた場合などであっても、圧縮変形が生じにくい。
ここで、圧縮強さは、JIS Z0212:1998「包装貨物及び容器-圧縮試験方法」で規定される方法において、上下方向に加える荷重を大きくした場合に成形品が形状を保持する最大圧縮荷重である。この試験では、成形品として、底面が150mmの辺を有する正方形であり、4つの壁面が高さ40mmを有する箱形状のパルプモールド成形品を用いる。
パルプモールド成形品MP2は、ポリアクリルアミドなどの紙力増強剤を更に含むことができる。紙力増強剤を使用すると、パルプモールド成形品MP2の強度を高めることができる。
紙力増強剤を使用して製造したパルプモールド成形品MP2は、紙力増強剤を使用せずに製造したパルプモールド成形品MP2と比較して、窒素含有量が多い。紙力増強剤を使用して製造したパルプモールド成形品MP2の窒素含有量は、一例によれば300μg/g以上であり、他の例によれば500μg/g以上である。なお、パルプモールド成形品MP2の窒素含有量に上限値はないが、一例によれば、1000μg/g以下である。
パルプモールド成形品MP2の窒素含有量は、以下の方法によって得る。先ず、パルプモールド成形品MP2の任意の位置から2つの試験片を採取する。各試験片の質量は10mgとする。次に、各試験片について、JIS K2609:1998「原油及び石油製品-窒素分析試験法」において規定される化学発光法による測定を行う。この測定には、例えば、日東精工エアナリテック社製のTN-2100Hを使用することができる。窒素含有量は、2つの試験片について得られた測定結果の平均値とする。なお、上述したパルプモールド成形品MP2は、紙力増強剤を省略しても高い強度を維持することができる。
<2>パルプモールド成形品の製造装置
次に、パルプモールド成形品MP2の製造に利用可能な製造装置について説明する。
図2は、図1のパルプモールド成形品の製造に利用可能な製造装置の一例を概略的に示す図である。
次に、パルプモールド成形品MP2の製造に利用可能な製造装置について説明する。
図2は、図1のパルプモールド成形品の製造に利用可能な製造装置の一例を概略的に示す図である。
図2に示す製造装置1は、支持体10と、第1ステーション20と、第2ステーション30と、第3ステーション40とを含んでいる。
支持体10は、枠体と、その上部に設置されたレールとを含んでいる。
第1ステーションは、容器210と、昇降装置220と、カバー体230と、抄型240と、移動装置250と、昇降装置260と、上型270とを含んでいる。
容器210は、支持体10の枠体内に設置されている。容器210は、上部で開口している。容器210は、パルプと水とを含んだスラリーSを収容している。
昇降装置220は、容器210よりも上方で、支持体10の枠体に取り付けられている。昇降装置220は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置220は、カバー体230を支持している。昇降装置220は、カバー体230を、容器210の開口部の位置で昇降させ得る。
カバー体230は、上部に開口部を有する中空体である。カバー体230には、図示しないポンプが接続されている。
抄型240は、カバー体230の開口部に固定されている。具体的には、抄型240は、その一方の面と隣接した空間が、抄型240とカバー体230とによって囲まれるように、カバー体230の開口部に固定されている。
抄型240は、液体透過性を有する型である。抄型240は、立体形状を有している。即ち、抄型240は、パルプが堆積する面に、1以上の凸部及び/又は1以上の凹部を有している。具体的には、抄型240の外面、即ち、上記空間と隣接した面の裏面は、パルプモールド成形品に対応した形状を有している。ここでは、抄型240は、上面が突き出た雄型である。
抄型240は、例えば、多数の貫通孔が設けられ、外面がパルプモールド成形品に対応した形状を有している抄型本体と、抄型本体の外面上に、この外面に沿うように設けられた網体とを含んでいる。抄型本体は、金属などの硬質材料からなる。
移動装置250は、支持体10のレールに沿って、第1ステーション20と第2ステーション30との間で移動可能である。移動装置250は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置250には、昇降装置260が取り付けられており、これを第1ステーション20と第2ステーション30との間で移送し得る。
昇降装置260は、上記の通り、移動装置250に取り付けられている。昇降装置260は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置260は、上型270を支持している。昇降装置260は、上型270を昇降させ得る。
上型270は、抄型240との間に後述するパルプ層を挟み、パルプ層を真空吸着式で保持する保持具である。上型270は、金属などの硬質材料からなる。上型270の下面は、抄型240の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、上型270は、下面が凹んだ雌型である。上型270は、例えば、一端が下面で開口し、他端がポンプに接続された多数の貫通孔を有している。
第2ステーション30は、第1ステーション20の近傍に設けられている。第2ステーション30は、台310と、下型320と、移動装置330と、プレス装置340と、上型350とを含んでいる。
台310は、支持体10の枠体内に設置されている。台310上には、下型320が設置されている。
下型320は、気体及び/又は液体透過性を有する型である。下型320は、金属などの硬質材料からなる。下型320は、上面が抄型240の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、下型320は、上面が突き出た雄型である。下型320は、例えば、多数の貫通孔を有し、抄型240の上記外面に対応した形状を有している面が滑らかである。
移動装置330は、支持体10のレールに沿って、第2ステーション30と図示しない第4ステーションとの間で移動可能である。移動装置330は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置330は、第2ステーション30に位置している場合には、ロック機構により、上下、左右及び前後方向の移動が規制され得る。また、移動装置330には、プレス装置340が取り付けられており、これを第2ステーション30と第4ステーションとの間で移送し得る。
プレス装置340は、上記の通り、移動装置330に取り付けられている。プレス装置340は、例えば、油圧シリンダを含む。プレス装置340は、上型350を支持している。プレス装置340は、上型350を昇降させ得る。
上型350は、気体透過性及び液体透過性を有していない型である。上型350は、金属などの硬質材料からなる。上型350の下面は、抄型240の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、上型350は、下面が凹んだ雌型である。上型350は、抄型240の上記外面に対応した形状を有している面が滑らかである。
第2ステーション30は、ヒータ及びポンプを更に含んでいる(何れも図示せず)。ヒータは、下型320及び上型350の少なくとも一方を加熱する。ポンプは、下型320の下部空間に接続されている。
第3ステーション40は、第2ステーション30の近傍に設けられている。第3ステーション40は、台410と、移動装置420と、昇降装置430と、保持具440とを含んでいる。
台410は、支持体10の枠体内に設置されている。台410上には、パルプモールド成形品が配置される。
移動装置420は、支持体10のレールに沿って、第2ステーション30と第3ステーション40との間で移動可能である。移動装置420は、動力源として、例えば、モータを含んでいる。移動装置420には、昇降装置430が取り付けられており、これを第2ステーション30と第3ステーション40との間で移送し得る。
昇降装置430は、上記の通り、移動装置420に取り付けられている。昇降装置430は、例えば、油圧シリンダを含む。昇降装置430は、保持具440を支持している。昇降装置430は、保持具440を昇降させ得る。
保持具440は、後述するパルプモールド成形品を真空吸着式で保持する保持具である。保持具440の下面は、抄型240の上記外面に対応した形状を有している。ここでは、保持具440は、下面が凹んだ形状を有している。保持具440は、例えば、一端が下面で開口し、他端がポンプに接続された多数の貫通孔を有している。
<3>パルプモールド成形品の製造方法
本発明の一実施形態に係る製造方法では、例えば、上記の製造装置1を用いてパルプモールド成形品MP2を製造する。これについて、図1乃至図10を参照しながら説明する。
本発明の一実施形態に係る製造方法では、例えば、上記の製造装置1を用いてパルプモールド成形品MP2を製造する。これについて、図1乃至図10を参照しながら説明する。
図3は、図2の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層形成工程を示す図である。図4は、抄型上に形成されたパルプ層の一例を概略的に示す断面図である。図5は、図2の装置を用いたパルプモールド成形における脱水工程を示す図である。図6は、図2の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプ層の搬送工程を示す図である。図7は、図2の装置を用いたパルプモールド成形における熱プレス形成工程を示す図である。図8は、熱プレス工程によって得られるパルプモールド成形品の一例を概略的に示す断面図である。図9は、図2の装置を用いたパルプモールド成形におけるパルプモールド成形品の搬送工程を示す図である。図10は、図9の搬送工程を完了した状態を示す図である。
この方法では、先ず、スラリーSを準備する。
スラリーSは、上記の通り、パルプと水とを含んでいる。スラリーSは、パルプが水に分散され、高い粘度を有する懸濁液である。スラリーSが含んでいるパルプは、パルプモールド成形品MP2が含んでいるパルプについて上述したのとほぼ同様の特徴を有している。
スラリーSは、上記の通り、パルプと水とを含んでいる。スラリーSは、パルプが水に分散され、高い粘度を有する懸濁液である。スラリーSが含んでいるパルプは、パルプモールド成形品MP2が含んでいるパルプについて上述したのとほぼ同様の特徴を有している。
スラリーSに使用するパルプの種類に、特に制限はない。パルプとしては、例えば、製紙において原料パルプとして通常に使用される、針葉樹の晒クラフトパルプ(NBKP)又は未晒クラフトパルプ(NUKP)及び広葉樹の晒クラフトパルプ(LBKP)又は未晒クラフトパルプ(LUKP)等の木材パルプや、ワラ、木綿、ケナフ、竹及びサトウキビ等の非木材パルプを、単独で又は2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。
パルプとしては、非木材パルプを含むことが好ましく、非木材パルプを主成分として(即ち、パルプ中50質量%より多い量で)含むことがより好ましい。非木材パルプは、木材パルプと同程度の強度のパルプモールド成形品MP2を製造することができる点に加えて、環境負荷を低減することができる点で優れている。
パルプは、その原料や製造方法に応じて、繊維長等が異なっている。例えば、一般に、サトウキビを原料とするパルプは、竹を原料とするパルプと比較して、平均繊維長が短い。また、パルプの平均繊維長は、任意の手法により、例えば、叩解や粉砕などの機械的な処理により調節することができる。従って、或る特徴を有しているパルプは、例えば、複数種のパルプの中から適当なものを選択すること、又は、2種以上のパルプを適宜組み合わせることにより得ることができる。
この方法では、未乾燥のパルプ層に対して熱プレス工程を実施する。即ち、水分含有量が大きいパルプ層に対して熱プレス工程を実施する。それ故、パルプの平均繊維長が短すぎると、熱プレス工程において、水分蒸発速度のムラが生じ易くなり、乾燥時に偏った収縮が生じることで、皺、亀裂又は強度の低下などの要因となり得る。
パルプの平均繊維長が長ければ、熱プレス工程において、パルプ層内での乾燥のムラが生じる可能性は低い。それ故、外観上の不良や強度の低下が生じたパルプモールド成形品が製造されるのを防止できる。
スラリーSのパルプ含有量は、0.01乃至3.0質量%の範囲内にあることが好ましく、0.01乃至0.5質量%の範囲内にあることがより好ましい。パルプ含有量が小さいと、高い生産性を達成することが難しい。パルプ含有量が大きいと、パルプ層の厚さのばらつきが大きくなる可能性がある。
スラリーSは、添加剤を更に含むことができる。添加剤としては、有機系低分子材料、有機系高分子材料、無機系材料、又はそれらの組み合わせを使用することができ、例えば耐水性や耐油性を付与する薬剤などが挙げられるが、パルプモールド容器としての要求性能に応じた薬剤を選定すればよい。パルプと添加剤との合計に占める添加剤の割合は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。即ち、スラリーSが含む全固形分に占めるパルプの割合は、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。
次に、スラリーSを容器210内へ供給する。次いで、図3に示すように、昇降装置220によりカバー体230を下降させて、抄型240の上面をスラリーSの液面よりも十分に下方へ位置させる。これにより、カバー体230の上部に設置された抄型240をスラリー中に浸漬させる。この状態でポンプを駆動して、カバー体230と抄型240とによって囲まれた空間を減圧する。これにより、抄型240を横切るスラリーSの流れを生じさせ、抄型240上にパルプを堆積させる。以上のようにして、図4に示すように、抄型240上にパルプ層MP1を形成する。
次に、ポンプを駆動したまま、図5に示すように、昇降装置220によりカバー体230を上昇させて、抄型240の下部をスラリーSの液面よりも十分に上方へ位置させる。これにより、パルプ層MP1を減圧脱水する。次に、昇降装置260を駆動して、上型270を、その下面がパルプ層MP1に接触するまで下降させる。なお、図5には、パルプ層MP1は描いていない。この脱水工程は、上型270及び抄型240の何れも加熱することなしに行う。
脱水工程における減圧時間は、1乃至60秒の範囲内にあることが好ましく、1乃至10秒の範囲内にあることがより好ましい。
脱水直後のパルプ層MP1の水分含有量は、40乃至90質量%の範囲内にあることが好ましく、50乃至70質量%の範囲内にあることがより好ましい。水分含有量が小さいと、熱プレス工程において、パルプ層内での面内方向への繊維の移動が不十分となる可能性がある。水分含有量が大きいと、熱プレス工程において、パルプ層内での面内方向への繊維の移動が過剰となるか、又は、脱水工程を終了してから熱プレス工程を開始するまでの期間内において、パルプ層MP1の形状保持性が不十分となる可能性がある。
上記空間の減圧及び上記の加圧を停止した後、ポンプを駆動して、上型270にパルプ層MP1を吸着保持させる。なお、ポンプと上型270とによる吸引は、パルプ層MP1の更なる脱水を生じさせるものではない。
次いで、上型270にパルプ層MP1を吸着保持させた状態で昇降装置260を駆動して、図2に示すように、上型270を上昇させる。これにより、パルプ層MP1を抄型240から剥離する。
次に、移動装置250及び330を駆動して、図6に示すように、プレス装置340及び上型350を第2ステーション30から第4ステーションへ移動させるとともに、昇降装置260及び上型270を第1ステーション20から第2ステーション30へ移動させる。続いて、昇降装置260を駆動して、パルプ層MP1が下型320と接触するまで上型270を下降させる。その後、ポンプと上型270とによる吸引を停止して、上型270からパルプ層MP1を解放する。次いで、昇降装置260を駆動して、上型270を上昇させる。このようにして、パルプ層MP1を第1ステーション20から第2ステーション30へ移送するとともに、パルプ層MP1を下型320上に載置する。
次に、移動装置250及び330を駆動して、図2に示すように、昇降装置260及び上型270を第2ステーション30から第1ステーション20へ移動させるとともに、プレス装置340及び上型350を第4ステーションから第2ステーション30へ移動させる。続いて、プレス装置340を駆動して、図7に示すように上型350を下降させる。そして、上型350と下型320とによって、それらの間に挟まれたパルプ層MP1を加圧する。また、これとともに、ヒータを駆動してパルプ層MP1を加熱する。更に、これとともに、ポンプを駆動して、上型350と下型320とによって挟まれた空間から水及び/又は水蒸気を吸引除去する。これにより、パルプ層MP1の表面形状を整えるとともに、パルプ層MP1を緻密化及び乾燥させる。以上のようにして、図8に示すパルプモールド成形品MP2を得る。
なお、この熱プレス工程を開始する直前におけるパルプ層MP1の水分含有量は、脱水工程を終了した直後におけるパルプ層MP1の水分含有量とほぼ等しい。
この熱プレス工程において、プレス圧は、0.5乃至10MPaの範囲内であることが好ましく、1乃至9.5MPaの範囲内であることがより好ましい。プレス圧が低いと、強度の高いパルプモールド成形品MP2が得られない可能性がある。プレス圧が過剰に高いと、パルプモールド成形品MP2の厚さにばらつきを生じ易い。
この熱プレス工程において、パルプ層MP1の加熱温度、即ち、ヒータによって加熱する上型350又は下型320の温度は、120乃至250℃の範囲内にあることが好ましく、150乃至200℃の範囲内にあることがより好ましい。加熱温度が低いと、パルプ層MP1の乾燥に長時間を要する。加熱温度を高くすると、乾燥に伴うパルプ層MP1の収縮がより大きくなり、その結果、パルプモールド成形品MP2における歪がより大きくなる可能性がある。
上記の通り、ヒータによる加熱は、上型350及び下型320の一方に対してのみ行ってもよく、双方に対して行ってもよい。ヒータによる加熱を、上型350及び下型320の一方に対してのみ行った場合、一方から他方への熱伝導により、それらの温度はほぼ等しくなる。それ故、何れの場合であっても、パルプ層MP1の乾燥は、その厚さ全体に亘ってほぼ同時に進行する。従って、パルプモールド成形品MP2には、乾燥速度の相違に起因した歪は生じない。
熱プレス工程におけるプレス時間は、加熱温度や成形品の形状等にもよるが、10乃至300秒の範囲内にあることが好ましく、20乃至200秒の範囲内にあることがより好ましい。
上記の熱プレス工程を終了するに当たり、上型350が上昇するようにプレス装置340を駆動すると、パルプモールド成形品MP2は上型350から剥離する。
次に、移動装置330及び420を駆動して、図9に示すように、プレス装置340及び上型350を第2ステーション30から第4ステーションへ移動させるとともに、昇降装置430及び保持具440を第3ステーション40から第2ステーション30へ移動させる。続いて、昇降装置430を駆動して、保持具440がパルプモールド成形品MP2と接触するまで保持具440を下降させる。下型内部からエアーを噴出させてパルプモールド成形品MP2を下型から離型させ、その後、ポンプを駆動して、保持具440にパルプモールド成形品MP2を吸着保持させる。
次いで、保持具440にパルプモールド成形品MP2を吸着保持させた状態で昇降装置430を駆動して、保持具440を上昇させる。続いて、移動装置330及び420を駆動して、図10に示すように、昇降装置430及び保持具440を第2ステーション30から第3ステーション40へ移動させるとともに、プレス装置340及び上型350を第4ステーションから第2ステーション30へ移動させる。続いて、ポンプと保持具440とによる吸引を停止して、保持具440からパルプモールド成形品MP2を解放する。このようにして、パルプモールド成形品MP2を第2ステーション30から第3ステーション40へ移送するとともに、パルプモールド成形品MP2を台410上に載置する。
以上のようにして、パルプモールド成形品MP2を製造する。
以上のようにして、パルプモールド成形品MP2を製造する。
その後、必要に応じて、パルプモールド成形品MP2に対して、後処理、例えば、絵柄印刷及び無地印刷等の印刷、コーティング、又はそれらの組み合わせを行う。後処理によって形成するコーティング層は、例えば、耐水性や耐油性を付与する薬剤を含んだ層、断熱性を付与する材料が充填された層、発泡剤によって発泡させた層、又はそれらの組み合わせである。後処理を行うことにより、例えば、パルプモールド成形品MP2の美粧性を更に高めることや、パルプモールド成形品MP2に新たな機能を付与することができる。
上記の方法により得られるパルプモールド成形品MP2は、表面性状に優れており、とりわけ、表面に凹凸が少ない点で優れている。この理由について、以下に説明する。
熱プレス工程の代わりに、オーブンを使用した乾燥を行った場合、パルプ層には、その収縮によって、表面に高低差が大きな凹凸を生じる。また、このような方法では、パルプ層は十分に緻密化されず、それ故、パルプモールド成形品は高い多孔度を有する。従って、この場合、表面性状に優れたパルプモールド成形品を製造することはできない。
また、脱水工程後に、オーブンを使用した乾燥を行い、この乾燥品を必要に応じて加湿して、これを熱プレス処理に供した場合、乾燥に伴って表面に生じた凹凸の高低差は、その後の加湿及び熱プレス処理によって小さくすることができる。また、加湿及び熱プレス処理によって、多孔度を小さくすることができる。しかしながら、オーブンを使用した乾燥に伴って表面に生じる凹凸の高低差は非常に大きいため、その後の加湿及び熱プレス処理によって十分に小さくすることはできない。また、乾燥後に加湿及び熱プレス処理を行っても、多孔度を十分に低下させることは難しい。
図2乃至図10を参照しながら説明した方法では、熱プレス工程において、パルプ層MP1を乾燥させる。即ち、上記の方法では、脱水工程後に、乾燥工程を経ることなしに、熱プレス工程を実施する。そして、パルプとしては、平均繊維長が上述した範囲内にあるものを使用する。
熱プレス工程前に乾燥工程を行わないので、パルプ層MP1の表面に、高低差が大きな凹凸を生じることはない。熱プレス工程では、乾燥に伴うパルプ層MP1の変形を、上型350及び下型320が防止する。また、熱プレス工程は、水分含有量が高く且つパルプの平均繊維長が上述した範囲内にあるパルプ層MP1に対して行うので、パルプ層MP1内での面内方向への繊維の移動が適度に生じ得る。このため、厚さのばらつきを抑えながら、パルプ層MP1を緻密化することができる。
従って、図2乃至図10を参照しながら説明した方法(以下、第1方法ともいう)によると、表面性状に優れたパルプモールド成形品MP2を製造することができる。具体的には、表面に凹凸が少ないパルプモールド成形品MP2が得られる。そのようなパルプモールド成形品MP2は、美粧性に優れるとともに、印刷層やコーティング層の形成が容易である。
一般的なパルプモールド成形品は、第1方法以外の他の方法によって製造することができる。しかし、表面性状に優れた上述のパルプモールド成形品MP2は、第1方法以外の他の方法によって製造することは難しい。このことを、他の方法の例(以下、第2方法という)を挙げて以下で説明する。
第2方法では、先ず、抄型として、雌型を準備する。この抄型は、多数の貫通孔が設けられ、上面がパルプモールド成形品に対応した形状に凹んだ抄型本体と、抄型本体の内面上に、この内面に沿うように設けられた網体とを含んでいる。
次に、この抄型を、その開口部が上方を向くように設置する。次いで、抄型のキャビティ内へパルプと水とを含んだスラリーを供給して、抄型内をスラリーで満たす。更に、抄型内へのスラリーの供給を継続して、網体上にパルプを堆積させる。抄型内へのスラリーの供給は、抄型内のスラリーが加圧状態になるように行う。
十分な量のパルプが網体上に堆積した後、抄型内へのスラリーの供給を停止する。続いて、抄型内に残留している水を抄型から排出させる。例えば、抄型内へ空気を圧入して、抄型内に残留している水を抄型から排出させる。
次に、抄型と雄型である上型とでパルプ層を押圧して、パルプ層を脱水する。この脱水工程は、上型及び抄型の何れも加熱することなしに行う。脱水直後におけるパルプ層の水分含有量は、第1方法における脱水直後におけるパルプ層MP1の水分含有量と同様とする。
次いで、上型にパルプ層を吸着保持させ、この状態で上型を上昇させる。これにより、パルプ層を抄型から剥離する。
次に、パルプ層を吸着保持している上型を、雌型である下型の位置まで移動させる。続いて、パルプ層が下型と接触するまで上型を下降させる。その後、吸引を停止して、上型からパルプ層を解放する。このようにして、パルプ層を下型上に載置する。
次に、熱プレス用の上型と下型との間にパルプ層を挟み、それらの間のパルプ層を加圧する。また、これとともに、ヒータを駆動してパルプ層を加熱する。更に、これとともに、ポンプを駆動して、上型と下型とによって挟まれた空間から水及び/又は水蒸気を吸引除去する。第2方法では、以上のようにして、パルプモールド成形品を得る。
第2方法では、抄型内へのスラリーの供給を開始してから抄型内がスラリーで完全に満たされるまでの期間においては、抄型内を循環するスラリーの流れを生じ得る。この循環流は、パルプの沈降を防止し得る。しかしながら、第2方法では、抄型内をスラリーで満たす必要があるため、抄型には、水が速やかに排出される構造を採用することができない。それ故、抄型内がスラリーで完全に満たされた後は、スラリーの圧力を高めても、パルプの沈降を防止できるほどのスラリーの循環流は生じず、抄型内のスラリーにおいてパルプの沈降を生じる。
その結果、抄型の側壁部に堆積するパルプの量は、上方と比較して、下方においてより多くなる。そして、抄型の側壁部の上方に十分な量のパルプが堆積するまでスラリーを供給すると、抄型の底部には過剰な量のパルプが堆積することになる。パルプを過剰に堆積させると、パルプの堆積量のばらつきが大きくなる。例えば、抄型本体に設けられた貫通孔の近傍とそれらから離れた位置とで、パルプの堆積量に大きな相違を生じ得る。
このように、第2方法では、パルプの堆積量に大きなばらつきを生じる。熱プレス処理の際には、パルプ層内で繊維が面内方向へ移動し得るが、各繊維の移動は狭い範囲に限られる。即ち、パルプ堆積量のばらつきは、熱プレス処理の際の繊維の移動によって解消されるものではない。それ故、第2方法によると、表面に凹凸が少ないパルプモールド成形品を製造することはできない。
これに対し、第1方法では、カバー体230の上部に抄型240を設置し、これらの複合体をスラリーS中に浸漬させる。スラリーSの深さは、抄型240の高さと比較して遥かに大きい。それ故、スラリーSにおいてパルプの沈降を生じても、抄型240の上部の位置と抄型240の下部の位置とで、パルプ濃度は大きくは相違しない。従って、第1方法によると、抄型240上にパルプを略均一に堆積させることができ、表面に凹凸が少ないパルプモールド成形品MP2を製造することができる。
なお、第1方法において、パルプ層MP1を上型350及び下型320によって加圧する代わりに、上型350及び下型320の一方と弾性体との間にパルプ層MP1を挟んで、これを加圧した場合、弾性体の変形を生じる。それ故、パルプ層MP1に十分な圧力が加わらず、表面性状に優れたパルプモールド成形品を得ることができない。
また、言うまでもないが、第2方法において、熱プレス処理に使用する上型及び下型の一方を弾性体に変更しても、表面性状に優れたパルプモールド成形品を得ることはできない。
なお、図2乃至図10は、本発明の一実施形態に係るパルプモールド成形品の製造方法の理解を容易にするためのものである。上述した方法は、他の構造を有する製造装置を使用して実施することも可能である。例えば、製造装置1では、上型270及び上型350は雌型であり、抄型240及び下型320は雄型である。上型270及び上型350は雄型であり、抄型240及び下型320は雌型であってもよい。このように、上記の製造装置1及び製造方法には、様々な変形が可能である。
以下に、本発明の具体例を記載する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
<1>パルプモールド成形品の製造
(例1)
パルパーを用いて、パルプと水とからなるスラリーを調製した。パルプとしては、平均繊維長が1.6mmの竹パルプを使用した。スラリーのパルプ含有量は0.3質量%とした。
(例1)
パルパーを用いて、パルプと水とからなるスラリーを調製した。パルプとしては、平均繊維長が1.6mmの竹パルプを使用した。スラリーのパルプ含有量は0.3質量%とした。
このスラリーを使用して、図2乃至図10を参照しながら説明した方法(即ち、第1方法)により、パルプモールド成形品を製造した。ここでは、脱水工程は、脱水直後のパルプ層の水分含有量が60質量%となるように行った。熱プレス工程は、加熱温度を180℃、プレス圧を1.2MPa、プレス時間を80秒として行った。脱水工程及び熱プレス工程では、壁部の厚さが1.1mmのパルプモールド成形品が得られるように、上型と下型とのクリアランスを1.1mmとした。
以上のようにして、パルプモールド成形品として容器を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.1mm、密度が0.71g/cm3、坪量が780g/m2であった。
以上のようにして、パルプモールド成形品として容器を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.1mm、密度が0.71g/cm3、坪量が780g/m2であった。
(例2)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を82秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が0.94g/cm3、坪量が850g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を82秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が0.94g/cm3、坪量が850g/m2であった。
(例3)
例3では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.0mmとしたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.0mm、密度が0.63g/cm3、坪量が600g/m2であった。
例3では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.0mmとしたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.0mm、密度が0.63g/cm3、坪量が600g/m2であった。
(例4)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.7mmとしたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.7mm、密度が0.93g/cm3、坪量が653g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.7mmとしたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.7mm、密度が0.93g/cm3、坪量が653g/m2であった。
(例5)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.1mmとし、プレス時間を100秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.1mm、密度が0.78g/cm3、坪量が860g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.1mmとし、プレス時間を100秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.1mm、密度が0.78g/cm3、坪量が860g/m2であった。
(例6)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.05mmとし、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.05mm、密度が0.89g/cm3、坪量が930g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.05mmとし、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.05mm、密度が0.89g/cm3、坪量が930g/m2であった。
(例7)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス圧を5.7MPa、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が1.02g/cm3、坪量が910g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス圧を5.7MPa、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が1.02g/cm3、坪量が910g/m2であった。
(例8)
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.8mmとし、プレス圧を9.6MPa、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.8mm、密度が1.10g/cm3、坪量が935g/m2であった。
パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.8mmとし、プレス圧を9.6MPa、プレス時間を110秒としたこと以外は例3と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.8mm、密度が1.10g/cm3、坪量が935g/m2であった。
(例9)
例9では、パルプとして、50質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と50質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.3mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を130秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が1.10g/cm3、坪量が930g/m2であった。
例9では、パルプとして、50質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と50質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.3mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を130秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が1.10g/cm3、坪量が930g/m2であった。
(例10)
例10では、パルプとして、20質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と80質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.1mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.8mmとし、プレス時間を150秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.8mm、密度が1.15g/cm3、坪量が930g/m2であった。
例10では、パルプとして、20質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と80質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.1mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.8mmとし、プレス時間を150秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.8mm、密度が1.15g/cm3、坪量が930g/m2であった。
(例11)
例11では、パルプとして、平均繊維長が2.5mmの針葉樹パルプを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を82秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が0.94g/cm3、坪量が860g/m2であった。
例11では、パルプとして、平均繊維長が2.5mmの針葉樹パルプを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを0.9mmとし、プレス時間を82秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが0.9mm、密度が0.94g/cm3、坪量が860g/m2であった。
(比較例1)
比較例1では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.5mmとし、プレス圧を0MPa、プレス時間を600秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.5mm、密度が0.46g/cm3、坪量が690g/m2であった。
比較例1では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.5mmとし、プレス圧を0MPa、プレス時間を600秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.5mm、密度が0.46g/cm3、坪量が690g/m2であった。
(比較例2)
比較例1では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.0mmとし、プレス圧を5.7MPa、プレス時間を150秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.0mm、密度が1.79g/cm3、坪量が1700g/m2であった。
比較例1では、パルプとして、70質量%の竹パルプ(平均繊維長:1.6mm)と30質量%のサトウキビパルプ(平均繊維長:0.9mm)との混合物であって、平均繊維長が1.4mmであるものを使用した。上記パルプを使用したことと、パルプ堆積量を調整し、上型と下型とのクリアランスを1.0mmとし、プレス圧を5.7MPa、プレス時間を150秒としたこと以外は例1と同様の方法により、パルプモールド成形品を製造した。得られたパルプモールド成形品は、壁部の厚さが1.0mm、密度が1.79g/cm3、坪量が1700g/m2であった。
<2>評価
例1乃至11並びに比較例1乃至2において製造したパルプモールド成形品の各々について、上述した方法により各種測定を行った。「ISOリングクラッシュ圧縮強さ」は、上記のとおり、JIS P8126:2015「圧縮強さ試験方法-リングクラッシュ法」で規定される方法に従って測定した。この測定において、試験片は、パルプモールド成形品から、幅が15mm、長さが145mmの短冊形状を有している試験片を切り出すことにより準備した。「圧縮強さ」は、上記のとおり、JIS Z0212:1998「包装貨物及び容器-圧縮試験方法」で規定される方法に従って測定した。「落下時の破損/割れ」は、サンプルとして幅150mm、奥行150mm、高さ50mmの角箱形状の成型品を用い、サンプルを120センチメートルの高さから地面に落下させたときに、サンプルに破損または割れが発生したか否かを目視で観察することにより評価した。
例1乃至11並びに比較例1乃至2において製造したパルプモールド成形品の各々について、上述した方法により各種測定を行った。「ISOリングクラッシュ圧縮強さ」は、上記のとおり、JIS P8126:2015「圧縮強さ試験方法-リングクラッシュ法」で規定される方法に従って測定した。この測定において、試験片は、パルプモールド成形品から、幅が15mm、長さが145mmの短冊形状を有している試験片を切り出すことにより準備した。「圧縮強さ」は、上記のとおり、JIS Z0212:1998「包装貨物及び容器-圧縮試験方法」で規定される方法に従って測定した。「落下時の破損/割れ」は、サンプルとして幅150mm、奥行150mm、高さ50mmの角箱形状の成型品を用い、サンプルを120センチメートルの高さから地面に落下させたときに、サンプルに破損または割れが発生したか否かを目視で観察することにより評価した。
以下の表1および表2に結果を記載する。
例1乃至11では、厚さが1.5mm以下であり、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6乃至25kN/mの範囲内にあるパルプモールド成形品を製造することができた。例1乃至11のパルプモールド成形品は、箱形状の場合の圧縮強さも大きく、落下衝撃に対する強度も優れていた。例1乃至11のパルプモールド成形品は、厚さが小さいが、優れた強度を有していた。
一方、比較例1では、厚さが1.5mm以下であるが、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6kN/mより小さいパルプモールド成形品が製造された。比較例1のパルプモールド成形品は、箱形状の場合の圧縮強さも小さかった。比較例2では、厚さが1.5mm以下であるが、ISOリングクラッシュ圧縮強さが25kN/mより大きいパルプモールド成形品が製造された。比較例2のパルプモールド成形品は、密度や坪量の値から明らかなとおり硬さが大きく、落下衝撃に対して破損や割れが生じた。
1…製造装置、10…支持体、20…第1ステーション、30…第2ステーション、40…第3ステーション、210…容器、220…昇降装置、230…カバー体、240…抄型、250…移動装置、260…昇降装置、270…上型、310…台、320…下型、330…移動装置、340…プレス装置、350…上型、410…台、420…移動装置、430…昇降装置、440…保持具、MP1…パルプ層、MP2…パルプモールド成形品、S…スラリー。
Claims (8)
- 厚さが1.5mm以下であり、ISOリングクラッシュ圧縮強さが6乃至25kN/mの範囲内にあるパルプモールド成形品。
- 密度が0.5乃至1.15g/cm3の範囲内にある請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- パルプの平均繊維長が0.7乃至3.0mmの範囲内にある請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- 密度が0.5乃至1.15g/cm3の範囲内にあり、パルプの平均繊維長が0.7乃至3.0mmの範囲内にある請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- 非木材パルプを含む請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- 開口部を有し、前記開口部から離れる方向へ先細りしている請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- 容器である請求項1に記載のパルプモールド成形品。
- パルプと水とを含んだスラリーを準備することと、
立体形状を有する抄型上に前記パルプを堆積させてパルプ層を形成することと、
前記パルプ層を脱水して中間成形品を得ることと、
未乾燥の前記中間成形品を、雄型と雌型との間に挟んで、0.5乃至10MPaの範囲内の圧力で加圧しながら、120乃至250℃の範囲内の温度で加熱することと
を含んだパルプモールド成形品の製造方法。
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