特開 2024-62134 パルプモールド成型品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024062134

(43)【公開日】2024-05-09

(54)【発明の名称】パルプモールド成型品

(51)【国際特許分類】

   D21J 3/00 20060101AFI20240430BHJP

   D21H 11/18 20060101ALI20240430BHJP

   D21H 15/02 20060101ALI20240430BHJP

【ＦＩ】

D21J3/00

D21H11/18

D21H15/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169935

(22)【出願日】2022-10-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】三木 祐二

(72)【発明者】

【氏名】滝田 亮一

(72)【発明者】

【氏名】浦川 直也

【テーマコード（参考）】

4L055

【Ｆターム（参考）】

4L055AF09

4L055AF46

4L055BF06

4L055EA04

4L055EA08

4L055EA16

4L055FA13

4L055FA21

4L055FA22

(57)【要約】

【課題】本発明の解決しようとする課題は、必要十分な強度を持ち、しかも生産性の改善されたパルプモールド成型品を提案するものである。
【解決手段】繊維径が２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維を３０質量％以下含有し、密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とするパルプモールド成型品である。また、厚さが０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のパルプモールド成型品である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維径が２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維を３０質量％以下含有し、密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とするパルプモールド成型品。

【請求項2】

厚さが０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のパルプモールド成型品。

【請求項3】

繊維径が１０μｍ以上６０μｍ以下のセルロース繊維を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のパルプモールド成型品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パルプスラリーを成型、乾燥してなるパルプモールド成型品に関し、特に微細繊維を添加することにより、強度と生産性を高めたパルプモールド成型品に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境意識の高まりの中、循環型資源を活用した包装資材が注目されている。その中で、プラスチック製の包装資材を紙製の包装資材へと置き換える動きが活発である。しかしながら、板紙を折り曲げたり貼り合わせたりして成形する包装資材では、形状の自由度に限界がある。

【0003】

そこで、同じ紙材料を用いた包装資材であっても形状の自由度が高いものとして、パルプモールド成型品が注目されている。しかし従来のパルプモールド成型品は、成型後に長時間の乾燥工程が必要であるため生産性が低く、コストが高いという問題があった。

【0004】

特許文献１に記載されたパルプモールドは、１質量％以下のセルロースナノファイバーを配合することにより、パルプモールド成型品の強度向上（引張強さ、破裂強さ）を図ったものであるが、厚さが厚く、また密度も小さいため、生産性の向上は図れないものである。

【0005】

また特許文献２に記載されたパルプモールドは、５０質量％以下のセルロースナノファイバーを配合することにより、パルプモールド成型品の強度向上（引張強さ、破裂強さ）を図ったものであるが、同様に厚さが厚く、また密度も小さいため、同様に生産性の向上は図れないものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６４０４４１１号公報

【特許文献2】特開２０１８－５９２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は、必要十分な強度を持ち、しかも生産性の改善されたパルプモールド成型品を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、繊維径が２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微細セルロース繊維を３０質量％以下含有し、密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とするパルプモールド成型品である。

【0009】

また、請求項２に記載の発明は、厚さが０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のパルプモールド成型品である。

【0010】

また、請求項３に記載の発明は、繊維径が１０μｍ以上６０μｍ以下のセルロース繊維を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のパルプモールド成型品である。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るパルプモールド成型品は、パルプモールドに繊維径が２ｎｍ以上１０００
ｎｍ以下の微細セルロース繊維を３０質量％以下添加し、密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以上となるように高密度に成型したので、成型品の強度が向上した。

【0012】

厚さが０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となるようにした場合には、必要十分な強度と高い生産性が両立して得られる。

【0013】

また、繊維径が１０μｍ以上６０μｍ以下のセルロース繊維を含む場合には、成型品のより一層の強度向上の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、パルプモールド成型品の断面模式図である。

【図2】図２は、パルプモールド成型品の製造工程における吸着成型工程を示した断面説明図である。

【図3】図３は、パルプモールド成型品の製造工程における熱圧乾燥工程を示した断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下図面を参照しながら本発明に係るパルプモールド成型品について説明する。図１は、パルプモールド成型品１の断面模式図である。パルプモールド成型品１は、このように、立体的な形状が自由に設計できることが最大の特徴となっている。

【0016】

図２は、パルプモールド成型品１の製造工程における吸着成型工程２を示した断面説明図である。パルプスラリー６中に吸着孔を設けた吸着金型３を浸漬させ、吸引５によってパルプスラリー６を金型表面に吸着させて成型する。この時、金網４を使用する場合もある。

【0017】

図３は、パルプモールド成型品の製造工程における熱圧乾燥工程を示した断面説明図である。加熱した上型８と下型９の間に未乾燥の成型品を載置し、熱と圧力によって乾燥させる方法である。乾燥工程としては、金型で圧締せず、フリーな状態でコンベアー上で乾燥させる方法もあるが、熱圧乾燥方法によれば、比較的寸法精度の高い製品が得られる。

【0018】

本発明に係るパルプモールド成型品１は、パルプおよび微細セルロース繊維を含有する原料スラリーを用いて成型したパルプモールド成型品である。微細セルロース繊維は、セルロース原料を解繊処理することによって得られる繊維である。セルロース原料は、解繊処理の前に必要に応じて化学変性処理が施されてもよい。

【0019】

化学変性処理としては、酸化処理（カルボキシル化処理）、エーテル化処理、エステル化処理、カチオン化処理等の、化学変性処理から選択される。

【0020】

解繊処理に用いる装置としては、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などの処理装置が挙げられるが、高圧または超高圧ホモジナイザーが好ましく、湿式の高圧または超高圧ホモジナイザーが最も好ましい。

【0021】

微細セルロース繊維の平均繊維径は、２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。微細セルロース繊維の平均繊維径が小さい場合、強度向上の効果は得られるが、スラリーの保水力が上昇し生産性が低下する。また微細セルロース繊維の平均繊維径が大きい場合、強度向上の効果が得られない。平均繊維径は、電
界放出形走査電子顕微鏡を用いて、各繊維を観察した結果から得られる。

【0022】

パルプモールド成型品１に含有されるパルプの繊維径は、例えば、１０μｍ以上６０μｍ以下である。すなわち、パルプモールド成型品１は、繊維径が１０μｍ以上６０μｍ以下のセルロース繊維を含んでもよい。パルプモールド成型品１が繊維径が１０μｍ以上６０μｍ以下のパルプを含むことにより、繊維径の大きなパルプの隙間に微細セルロース繊維が配置され、隙間が減少することによってパルプモールド成型品１の強度の向上を図ることができる。

【0023】

パルプモールド成型品は、高含水率状態の抄造体を高温高圧の金型内で乾燥することで得られる。密度としては、０．２ｇ／ｃｍ^３以上であることが必要である。密度が低いパルプモールド成型品は、強度向上の効果が得られない。密度の測定は、ＪＩＳ Ｐ８１１８紙及び板紙－厚さ、密度及び比容積試験方法による。

【0024】

パルプモールド成型品の厚さとしては、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが望ましい。厚さが０．３ｍｍ未満であると構造体としての強度が不足する場合がある。また厚さが２．０ｍｍを超える場合には、金型内で乾燥する際に時間を要し、生産性が低下する場合がある。厚さの測定は、ＪＩＳ Ｐ８１１８紙及び板紙－厚さ、密度及び比容積試験方法による。

【0025】

以下実施例を示す。
竹パルプ及びサトウキビパルプを所定量計量し、パルパーにより離解して原料スラリーを得た。得られた原料スラリーの濃度調整を行った後、微細セルロース繊維を添加して、微細繊維添加スラリーを得た。微細セルロース繊維としては、ダイセイミライズ社製 ＫＹ１００Ｇ（平均繊維径１００ｎｍ）及び、ＫＹ１００Ｓ（平均繊維径２００ｎｍ）を使用した。

【0026】

得られた微細繊維添加スラリーを成型機金型にて抄造して抄造体を得た後、抄造体を熱圧金型に移し、１６５℃、１００秒乾燥し、パルプモールド成型品を得た。

【0027】

得られたパルプモールド成型品から幅１５ｍｍ長さ１５０ｍｍの試験体を切り出し、引張強度の測定を行った。結果を表１に示す。

【0028】

【表1】

【0029】

表１の結果から、本発明に係るパルプモールド成型品は、強度的にも、生産性の点でも優位であることが分かる。

【符号の説明】

【0030】

１・・・パルプモールド成型品
２・・・吸着成型工程
３・・・金型
４・・・金網
５・・・吸引
６・・・パルプスラリー
７・・・熱圧乾燥工程
８・・・上型
９・・・下型

【図1】

【図2】

【図3】