專利名稱：紙漿模成型體、其制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙漿模成型體、紙漿模成型體的制造方法和裝置，特別涉及較薄、較輕且隔熱性能優(yōu)良的模成型體、其制造方法和制造裝置。
背景技術(shù)：
作為與紙漿模制的隔熱容器有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，比如，已知有JP特開(kāi)平11-301753號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)。
該技術(shù)涉及由容器主體和在其外側(cè)以規(guī)定間隙設(shè)置的外層容器形成的隔熱性的雙重容器。
這樣的隔熱容器必須在容器主體的外側(cè)設(shè)置有外層容器，以便隔熱。因此，容器整體的厚度增加。另外，由于容器為雙重結(jié)構(gòu)，故容器重量的減輕也受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供較薄、較輕且隔熱性能優(yōu)良的新型紙漿模成型體，以及用于有效地制造該紙漿模制件的制造方法和裝置。
本發(fā)明的紙漿模型成型件具有單層結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層，該單層結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層采用單一的原料組成物進(jìn)行抄漿處理而形成，并且沿厚度方向，具有密度分布。
本發(fā)明涉及一種紙漿模成型體的制造方法，該方法包括對(duì)由單一原料組成物構(gòu)成的紙漿纖維層進(jìn)行抄漿處理、脫水處理的抄漿脫水工序；以及將已脫水的該紙漿纖維層置于干燥模內(nèi)，使沿紙漿纖維層的厚度方向進(jìn)行密度分布，同時(shí)進(jìn)行干燥的干燥工序。具體來(lái)說(shuō)，在上述干燥模的內(nèi)面，對(duì)應(yīng)于不具有密度分布的紙漿纖維層的部分，形成與外部連通的排氣孔，通過(guò)上述排氣孔，對(duì)上述干燥模內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制排氣，同時(shí)通過(guò)可彈性變形的型芯，從設(shè)置于干燥模內(nèi)的紙漿纖維層的內(nèi)部，將該紙漿纖維層向上述干燥模的上述內(nèi)面按壓后，降低型芯的按壓力，停止上述排氣，使上述型芯與上述紙漿纖維層分離，沿該紙漿纖維層的厚度方向進(jìn)行密度分布。
另外，本發(fā)明涉及用于上述本發(fā)明的紙漿模成型體的制造方法的制造裝置。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的紙漿模成型體的制造裝置包括設(shè)置有紙漿纖維層的干燥模、和從配置于該干燥模內(nèi)的紙漿纖維層的內(nèi)部將紙漿纖維層向該干燥模的內(nèi)面按壓的可發(fā)生彈性變形的型芯，并且，在上述干燥模的上述內(nèi)面，對(duì)應(yīng)于不具有密度分布的上述紙漿纖維層的部分，形成與外部連通的排氣孔。


圖1為作為隔熱容器的本發(fā)明的紙漿模成型體的半截面圖。
圖2為以示意方式表示本發(fā)明的紙漿模成型體的制造裝置的一個(gè)圖3(a)～(d)為以示意方式表示形成上述隔熱容器中的容器主體的紙漿纖維層的干燥工序的圖，圖3(a)表示將抄漿后的紙漿纖維層設(shè)置于干燥模的內(nèi)部的狀態(tài)，圖3(b)表示在干燥模的腔內(nèi)，通過(guò)型芯按壓紙漿纖維層的狀態(tài)，圖3(c)表示使型芯收縮的狀態(tài)，圖3(d)表示已脫模的容器主體。
圖4(a)和圖4(b)以示意方式表示上述隔熱容器中的覆蓋層的形成工序，圖4(a)表示通過(guò)真空成型，在容器主體的內(nèi)面疊置樹(shù)脂薄膜的狀態(tài)，圖4(b)為樹(shù)脂薄膜的疊層的主要部分的放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
圖1表示用于方便杯面等的食品容器的隔熱容器類型的本發(fā)明的紙漿模成型體的一個(gè)實(shí)施例。在該圖中，標(biāo)號(hào)1表示隔熱容器，標(biāo)號(hào)23表示熱水的倒入標(biāo)線，標(biāo)號(hào)24表示疊撂用臺(tái)階部。
如圖1所示的那樣，在隔熱容器1中，通過(guò)紙漿纖維層2，形成杯狀的容器主體20。在該容器的開(kāi)口緣部，形成有規(guī)定厚度的凸緣部21，容器主體20(紙漿纖維層2)的內(nèi)面和凸緣部21由覆蓋層3覆蓋。
紙漿纖維層2為單層結(jié)構(gòu)，其采用后面將要說(shuō)明的單一的漿液(原料組成物)進(jìn)行抄漿處理，并且在容器主體20的筒體部22上，沿厚度方向從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)具有紙漿纖維層2的密度從小變大的密度分布。
在本說(shuō)明書(shū)中，紙漿纖維層具有密度分布指在紙漿纖維層內(nèi)結(jié)合的紙漿纖維之間空隙的大小(空隙量空容積)沿厚度方向分布。空隙越大，紙漿纖維層的密度越小，空隙越小，紙漿纖維層的密度越大。因此，如果該纖維之間的空隙的尺寸沿厚度方向是一定的，則該紙漿纖維層不具有上述密度分布。
從獲得較高的強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，優(yōu)選紙漿纖維層2中的密度連續(xù)地變化，從獲得較高的隔熱性來(lái)說(shuō)，優(yōu)選上述密度呈臺(tái)階狀而非連續(xù)地變化。
如果考慮容器強(qiáng)度、隔熱性、容器的重量減輕，則具有上述密度分布的筒體部22的厚度優(yōu)選在0.5～3.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.5～2.0mm的范圍內(nèi)。如果該厚度不足0.5mm，則無(wú)法獲得作為杯面用的容器所必需的強(qiáng)度、隔熱性，如果上述厚度超過(guò)3.0mm，則杯面用的容器過(guò)重。
具有上述密度分布的筒體部22的體積密度(干燥后的體積密度)優(yōu)選在0.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.2～0.5g/cm3的范圍內(nèi)。如果上述密度不足0.1g/cm3，則無(wú)法獲得作為杯面容器所必需的強(qiáng)度，如果上述密度超過(guò)0.6g/cm3，則隔熱性不充分，難于單純通過(guò)手持握盛有熱水的容器。另外，形成具有密度分布的底部時(shí)，底部的密度優(yōu)選為與筒體部相同的體積密度。
上述筒體部22以外的部分的體積密度(干燥后的體積密度)優(yōu)選0.2～0.9g/cm3，特別是，必須要求強(qiáng)度的部位的密度優(yōu)選在0.3～0.9g/cm3的范圍內(nèi)。
上述紙漿纖維層2優(yōu)選由紙漿纖維形成。作為紙漿纖維，例舉有原生紙漿、舊紙紙漿等的木材紙漿、棉紙漿、棉短絨紙漿、竹、麥桿等的非木材紙漿，或通過(guò)對(duì)這些紙漿進(jìn)行堿化處理，或交聯(lián)處理而形成的帶有疏水性的紙漿纖維。特別是，帶有疏水性的紙漿纖維優(yōu)選采用美國(guó)Weyerhauser公司生產(chǎn)的“HBA-LA”、“HBA-S”、“HBA-FF”等。也可將兩種以上這些紙漿纖維以適合比例混合使用。
紙漿纖維層2除了具有上述紙漿纖維以外，更優(yōu)選包括膨化劑，以便提高隔熱性和表面性。作為該膨化劑，例舉有陰離子性表面活性劑、陽(yáng)離子性表面活性劑、非離子性表面活性劑、兩性表面活性劑等。這些膨化劑既可單獨(dú)使用，也可混合使用。特別是，作為提高隔熱性的膨化劑，優(yōu)選采用花王株式會(huì)社生產(chǎn)的“KB-115”、“KB-08W”。
在上述紙漿纖維2中，不但包括上述的膨化劑，而且還可包括顏料、固定劑、防霉劑、填料等的添加劑。
上述覆蓋層3使隔熱容器1具有防水性、耐油性、氣體隔絕性等功能。覆蓋層3的厚度可對(duì)應(yīng)于這些功能而設(shè)定。覆蓋層3可通過(guò)將樹(shù)脂膜疊置而形成。
作為用于上述覆蓋層3的樹(shù)脂薄膜，例舉有比如，聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴系樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯系樹(shù)脂、尼龍等的聚酰胺系樹(shù)脂、聚氯乙烯等的聚乙烯系樹(shù)脂、聚苯乙烯等的苯乙烯系樹(shù)脂等的熱可塑性樹(shù)脂薄膜、改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族聚酯等的生物降解性樹(shù)脂薄膜。如果考慮制造成本、成型性等，優(yōu)選采用聚烯烴系樹(shù)脂，從擔(dān)憂環(huán)境的廢棄性的方面來(lái)說(shuō)，優(yōu)選采用生物降解性樹(shù)脂薄膜。覆蓋層也可按照將這些樹(shù)脂薄膜的2種以上疊置的方式形成。
下面參照?qǐng)D2，對(duì)本發(fā)明的紙漿模制成型體的優(yōu)選的制造裝置適合用于隔熱容器1的容器主體20的制造裝置的情況加以說(shuō)明。
圖2表示本發(fā)明的紙漿模制成型體的制造裝置適合用于方便杯面等的食品用隔熱容器的制造的一個(gè)實(shí)施例。在圖中，標(biāo)號(hào)10表示制造裝置。
制造裝置10包括設(shè)置有紙漿纖維層2的該干燥模11；從紙漿纖維層2的內(nèi)部向干燥模11的腔形成面按壓的可彈性變形的型芯16。
干燥模11包括一組開(kāi)合模12，12，通過(guò)將這些開(kāi)合模12，12組合，形成與上述容器主體20的外形相對(duì)應(yīng)的腔110。
在干燥模11的內(nèi)面，對(duì)應(yīng)于不具有密度分布的紙漿纖維層2的部分，形成與外部連通的排氣孔13。
在本實(shí)施例中，在干燥模11的腔形成面中的與容器主體20的筒體部22相對(duì)應(yīng)的部分，沒(méi)有蒸氣的排氣孔，上述腔形成面中的與容器主體20的凸緣部21、底部(包括底面和從底面立起的部分)相對(duì)應(yīng)的部分，開(kāi)設(shè)有與外部連通的蒸汽的排氣孔13。
從所獲得的成型體的表面平滑性、排氣效率、防止排氣孔的孔眼堵塞的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，上述各排氣孔的形狀優(yōu)選為狹縫狀。排氣孔的幅度(狹縫的寬度)優(yōu)選在0.1～0.5mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.1～0.3mm的范圍內(nèi)。另外，在本實(shí)施例中，從容器強(qiáng)度，防止污垢的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，上述排氣孔的整個(gè)開(kāi)口面積優(yōu)選在100～1500mm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在200～1000mm2。在所制造的成型體中，具有打算使角部、棱線等邊緣分明的部分時(shí)，優(yōu)選在打算使該角部等邊緣露出的部分，開(kāi)有排氣孔13。
排氣孔13與具有開(kāi)閉閥131的排氣管路130連接，該排氣管路130的端部與負(fù)壓源(圖中未示出)連接。
干燥模11具有將上方開(kāi)口部111封閉的蓋15，該蓋15具有穿過(guò)上述開(kāi)口部111，可使型芯16進(jìn)出的孔14。在構(gòu)成干燥模11的各開(kāi)合模12中，安裝有加熱裝置120。
上述型芯16具有彈性，可膨脹收縮，并且呈袋狀。作為型芯16的材質(zhì)，可例舉抗拉強(qiáng)度、恢復(fù)彈性和伸縮性等優(yōu)良的氨基甲酸乙酯、氟系橡膠、硅酮系橡膠，或彈性體等。在型芯16中，設(shè)置有管路17，該管路17將加壓流體供給到該型芯16的內(nèi)部，在管路17中，設(shè)置有開(kāi)閉閥18?？汕袚Q的負(fù)壓源和加壓源(圖中未示出)與管路17的端部連接。
下面根據(jù)隔熱容器1的制造方法，對(duì)本發(fā)明的紙漿模制成型體的優(yōu)選制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
隔熱容器1的制造方法包括形成容器主體20的紙漿纖維層2的抄漿脫水工序，對(duì)已脫水的紙漿纖維層2進(jìn)行干燥的干燥工序，以及上述覆蓋層3的形成工序。
在紙漿纖維層2的抄漿脫水工序中，首先，采用單一的漿液(單一的原料組成物)，對(duì)單層結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層2進(jìn)行抄漿處理。在該抄漿工序中，通過(guò)將一對(duì)開(kāi)合模的各開(kāi)合模組合，使用形成有與上述容器主體2相對(duì)應(yīng)的規(guī)定形狀的腔的抄漿模。在該腔的上方，形成有開(kāi)口部。
在構(gòu)成抄漿模的各開(kāi)合模中，形成將上述腔與外部連通的多條連通通路。各連通通路與抽吸泵等抽吸裝置(圖中未示出)連接。
從排水時(shí)間的縮短、成型性的方面來(lái)說(shuō)，開(kāi)合模的內(nèi)面(腔形成面)的連通通路的整個(gè)開(kāi)口面積率優(yōu)選在4～20％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在3～50％的范圍內(nèi)。
另外，在腔形成面上，優(yōu)選形成有與各連通通路連通的排水槽。從防止抄漿網(wǎng)的變形、成型性、排水性和防止抄漿網(wǎng)的網(wǎng)眼堵塞的方面來(lái)說(shuō)，腔形成面上的排水槽的整個(gè)開(kāi)口面積率優(yōu)選在50～90％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在60～80％的范圍內(nèi)。另外，從防止抄漿網(wǎng)的變形、成型性、排水性和抄漿網(wǎng)的網(wǎng)眼堵塞防止的方面來(lái)說(shuō)，該排水槽的寬度優(yōu)選在1～10mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在2～5mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選，排水槽按照將各連通通路連接的方式呈網(wǎng)格狀形成。
各開(kāi)合面的內(nèi)面被規(guī)定的抄漿網(wǎng)覆蓋。抄漿網(wǎng)可按照將一種或多種由天然纖維、合成纖維或金屬纖維形成的網(wǎng)組合的方式使用。另外，在上述材料中，從網(wǎng)的形成容易性，耐久性方面來(lái)說(shuō)，優(yōu)選采用合成纖維。作為上述的天然纖維，例舉有植物纖維、動(dòng)物纖維等。另外，作為上述合成纖維，例舉有由熱塑性樹(shù)脂、熱硬化樹(shù)脂、半合成樹(shù)脂形成的合成樹(shù)脂纖維。另外，作為上述金屬纖維，例舉有不銹鋼纖維、銅纖維等。從提高網(wǎng)的平滑性、耐久性的方面來(lái)說(shuō)，優(yōu)選對(duì)抄漿網(wǎng)的纖維表面進(jìn)行改質(zhì)處理。
如果考慮所制造的抄漿體的成型性、耐久性、漿液中的固態(tài)成分的通過(guò)，防止網(wǎng)眼堵塞等方面，則抄漿網(wǎng)的線徑優(yōu)選在0.05～1.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.05～0.5mm的范圍內(nèi)，該網(wǎng)的網(wǎng)眼間距優(yōu)選在0.15～2.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.15～1.5mm的范圍內(nèi)。
如果以加壓方式將規(guī)定量的漿注入到腔內(nèi)，通過(guò)上述排水槽、上述連通通路，借助抽吸泵，以減壓方式對(duì)腔的內(nèi)部進(jìn)行抽吸處理。接著，以抽吸方式去除漿液中的水分，在覆蓋腔的形成面的抄漿網(wǎng)上，形成紙漿纖維層。
從漿液注入時(shí)間的縮短，成型性的方面來(lái)說(shuō)，腔內(nèi)的漿液的注入壓力優(yōu)選在0.05～1.0MPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.05～0.5MPa的范圍內(nèi)。
從脫水時(shí)間的縮短、成型性的方面來(lái)說(shuō)，通過(guò)減壓的連通通路的腔內(nèi)的氣壓優(yōu)選在10～90kPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20～70kPa的范圍內(nèi)。
用于紙漿纖維層2的抄漿處理的單一漿液優(yōu)選采用僅僅由紙漿纖維層和水形成的類型。
作為紙漿纖維，例舉有原生紙漿、舊紙紙漿等的木材紙漿、棉紙漿、棉短絨紙漿、竹、麥桿等的非木材紙漿、或通過(guò)對(duì)這些紙漿進(jìn)行堿化處理，或交聯(lián)處理而形成的帶有疏水性的紙漿纖維。特別是，帶有疏水性的紙漿纖維優(yōu)選采用美國(guó)Weyerhauser公司生產(chǎn)的“HBA-LA”、“HBA-S”、“HBA-FF”等。也可按照兩種以上以適合比例混合的方式使用這些紙漿纖維。
該漿液中的紙漿纖維的含量?jī)?yōu)選在0.05～10wt％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.05～4wt％的范圍內(nèi)。
在紙漿纖維層2的抄漿用的單一的漿液中，按照適合比例，添加上述的膨化劑、填料、顏料、固定劑、防霉劑、等的添加劑。
在以加壓方式將規(guī)定量的漿液注入到腔內(nèi)后，通過(guò)上述連通通路，連續(xù)減小腔內(nèi)的壓力，并且將加壓流體供給到腔的內(nèi)部，對(duì)其進(jìn)行抄漿處理，對(duì)所形成的紙漿纖維層2進(jìn)行脫水處理。
用于脫水的加壓流體采用空氣、蒸汽、過(guò)熱蒸汽等。
從脫水效率的方面來(lái)說(shuō)，脫水時(shí)的加壓流體的壓力在0.05～1.0MPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.05～0.5MPa的范圍內(nèi)。
從干燥效率、干燥后的容器的表面平滑性和隔熱性、防止干燥后的容器表面燒焦的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，脫水后的紙漿纖維層2的含水率優(yōu)選在50～85％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在60～80％的范圍內(nèi)。
在對(duì)紙漿纖維層2進(jìn)行脫水處理直至規(guī)定的含水率后，使紙漿纖維層2與腔形成面間隔開(kāi)。接著，將未干燥狀態(tài)的紙漿纖維層2轉(zhuǎn)移到上述干燥模11的內(nèi)部。
象本實(shí)施例那樣，在具有凸緣部21的容器主體20時(shí)，在與容器主體20的筒體部22相對(duì)應(yīng)的干燥模11的腔形成面上，未開(kāi)設(shè)蒸汽的排氣孔，在容器主體20的凸緣部21、底部(包括底面和從該底面立起的部分)相對(duì)應(yīng)的腔形成面上，開(kāi)設(shè)與外部連通的蒸汽的排氣孔13。象圖3(b)所示的那樣，將紙漿纖維層2設(shè)置在干燥模11的內(nèi)部，干燥模11的上方開(kāi)口部111被具有通孔14的蓋15封閉，然后通過(guò)加熱裝置120，將干燥模11加熱到規(guī)定溫度。
從防止紙漿纖維層2的燒焦和提高干燥效率的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，干燥模11的溫度(模具溫度)優(yōu)選在150～300℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在170～250℃的范圍內(nèi)。
在干燥模中，對(duì)紙漿纖維層進(jìn)行加熱，另一方面，如圖3(b)所示的那樣，通過(guò)上述蓋15的上述通孔14，將上述型芯16插入干燥模11的腔110的內(nèi)部，將腔110封閉。接著，將加壓流體供給型芯16的內(nèi)部，使型芯16在腔110的內(nèi)部膨脹，由此，將紙漿纖維層2按壓于腔形成面上，對(duì)其進(jìn)行加熱，干燥。
從隔熱性、干燥效率、表面平滑性的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，加熱干燥時(shí)的型芯16的按壓力優(yōu)選在0.05～1.0MPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.1～0.3MPa的范圍內(nèi)。
在上述的加熱干燥時(shí)，通過(guò)上述排氣孔13，對(duì)從紙漿纖維層2產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行強(qiáng)制排氣。由此，在與沒(méi)有形成排氣孔的部分相對(duì)應(yīng)的紙漿纖維層2的部位，殘留于纖維之間的水分在到達(dá)排氣孔之前，一部分氣化，將纖維之間的空隙擴(kuò)大，由此，紙漿纖維層2在內(nèi)側(cè)的密度較低。另一方面，由于在形成有容器主體20的開(kāi)口部和與底部相對(duì)應(yīng)的排氣孔13的部分，實(shí)現(xiàn)氣化的水分馬上從排氣孔排出，通過(guò)由型芯的按壓力持續(xù)地壓縮，紙漿纖維層2的密度不斷增加。
從干燥效率、容器的膨化的方面來(lái)說(shuō)，上述強(qiáng)制排氣的壓力優(yōu)選在4～60kPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在4～10kPa的范圍內(nèi)。
如果紙漿纖維層2充分地干燥，則象圖3(c)所示的那樣，從型芯16的內(nèi)部去除加壓流體，縮小型芯16，減小腔110的內(nèi)部壓力，另一方面，停止通過(guò)排氣孔13的強(qiáng)制排氣。
在進(jìn)行上述強(qiáng)制排氣的同時(shí)，可根據(jù)需要，反復(fù)進(jìn)行通過(guò)型芯16對(duì)紙漿纖維層2進(jìn)行加壓的工序，與停止強(qiáng)制排氣使型芯16收縮的工序。
接著，使容器主體20的筒體部22具有足夠的密度分布，然后，象圖3(d)所示的那樣，打開(kāi)開(kāi)合模12，12，取出容器主體20，根據(jù)需要，對(duì)容器主體進(jìn)行修整處理。
在上述覆蓋層3的形成工序中，通過(guò)上述覆蓋層3，覆蓋容器主體20(紙漿纖維層2)的內(nèi)面與凸緣部21。
在通過(guò)上述樹(shù)脂薄膜，形成覆蓋層3時(shí)，可采用壓空成型、真空成型等的公知的方法。
在采用真空成型方式時(shí)，比如，象圖4(a)和(b)所示的那樣，可采用具有真空成型模5和加熱器60的插塞6，形成覆蓋層。真空成型模5的尺寸基本上與上述紙漿纖維層2的干燥工序所采用的干燥型10相同，在該腔形成面50上，具有網(wǎng)格狀的通氣槽51，并且具有從通氣槽51，與外部連通的真空抽吸通路52。接著，在該真空成型模5的內(nèi)部，設(shè)置容器主體20，另外，按照將容器主體20的開(kāi)口部堵塞的方式，將預(yù)先加熱而軟化的樹(shù)脂薄膜30設(shè)置在上述開(kāi)口部。然后，從上方，使插塞6與樹(shù)脂薄膜30接觸，將樹(shù)脂薄膜30壓入到容器主體20的內(nèi)部，另一方面，利用容器主體20的通氣性，通過(guò)通氣槽51和真空抽吸通路52，減小容器主體20的內(nèi)部的壓力，按照將容器主體20的內(nèi)面與凸緣部21覆蓋的方式，貼付樹(shù)脂薄膜30。另外，去除多余的樹(shù)脂薄膜30，隔熱容器1的制造結(jié)束。
象這樣，容器主體20由下述單一結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層2形成，其在筒體部22，沿厚度方向具有從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)密度從小變大的密度分布，由此，厚度較薄，重量較輕，隔熱性優(yōu)良，可在容器主體的外側(cè)，獲得所需的強(qiáng)度。另外，由于未采用用于降低密度的發(fā)泡劑，故通過(guò)在紙漿纖維層和覆蓋層采用生物降解性的材料的方式，獲得與保護(hù)環(huán)境相應(yīng)的優(yōu)良的隔熱容器。另外，筒體部22和底部不帶有接縫，凸緣部21，筒體部22和底部成一體形成，機(jī)械強(qiáng)度(壓縮強(qiáng)度、耐性)也優(yōu)良。此外，由于紙漿纖維層2的外表面也是高密度的，表面平滑，故印刷特性也優(yōu)良。
通過(guò)采用單一漿液的僅僅1次的抄漿處理而形成的紙漿纖維層2，形成容器主體20，故與過(guò)去的方法相比較，隔熱容器1的制造工序簡(jiǎn)化，縮短。于是，隔熱容器1的生產(chǎn)效率比過(guò)去的方法大幅度地提高。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例的隔熱容器1，可在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，進(jìn)行適當(dāng)變更。
在本發(fā)明的紙漿模成型體為前述實(shí)施例那樣的隔熱容器1的情況下，優(yōu)選，在容器主體的筒體部，具有紙漿纖維層的上述密度分布，但是，具有上述密度分布的部位可對(duì)應(yīng)紙漿模成型體的用途、形狀等而設(shè)定。
另外，在大杯狀、盤(pán)狀等的容器整體必須要求隔熱性的情況下，也可使紙漿纖維層的整體具有上述的密度分布。
本發(fā)明的紙漿模成型體，優(yōu)選象上述實(shí)施例的隔熱容器1那樣，包括沿厚度方向，具有從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)，密度從小變大的密度分布的單層結(jié)構(gòu)的紙漿層。另一方面，以保護(hù)容納物為主要目的的容器、具有吸音功能的工業(yè)用部件等也可包括沿厚度方向，具有從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)，密度從大變小的密度分布的單層結(jié)構(gòu)的紙漿層。
在本發(fā)明的紙漿模成型體中，優(yōu)選象前述實(shí)施例那樣，凸緣部21在紙漿纖維層2的抄漿處理時(shí)形成，但是也可在紙漿纖維層的抄漿處理后，通過(guò)彎曲加工，形成凸緣部。另外，凸緣部的形式不限于朝向外側(cè)，按照規(guī)定曲率卷曲的形式，也可為其它的形式。
在本發(fā)明的紙漿模成型體中，優(yōu)選象前述實(shí)施例那樣，通過(guò)樹(shù)脂薄膜，形成覆蓋層3，但是，也可通過(guò)涂敷涂料，形成覆蓋層。作為涂料的涂敷方法，例舉有涂布該涂料、將容器主體2浸泡于該涂料的內(nèi)等方式。
另外，在本發(fā)明的紙漿模成型體中，由于其外面通過(guò)上述纖維層2的密度以上的高密度的其它紙漿纖維層覆蓋，故可進(jìn)一步提高印刷適應(yīng)性、強(qiáng)度、耐水性等。
在本發(fā)明的紙漿模成型體中，優(yōu)選象前述實(shí)施例那樣，采用通過(guò)將一組開(kāi)合模組合而形成規(guī)定的腔的抄漿模，對(duì)紙漿纖維層進(jìn)行抄漿處理，但是，不必根據(jù)所制造的紙漿模成型體的形狀，采用開(kāi)合模。另外，也可采用其它的抄漿方法。比如，也可將下述凸模浸泡于上述漿液中，該凸模由抄漿部和覆蓋該抄漿部的規(guī)定抄漿網(wǎng)形成，該抄漿部具有與容器主體的外形相對(duì)應(yīng)的凸?fàn)钚问角揖哂性谄渫獗砻骈_(kāi)口的多個(gè)流體流通孔，通過(guò)上述流體流通孔，吸引上述漿液，將紙漿纖維層抄漿于上述抄漿網(wǎng)表面上，形成紙漿纖維層，凸模的材質(zhì)既可為剛體，還可為彈性體。
此外，在本發(fā)明的紙漿模成型體中，同樣在紙漿纖維層2的形狀復(fù)雜時(shí)，從能夠均勻地按壓該紙漿纖維層的方面來(lái)說(shuō)，優(yōu)選采用中空的型芯，對(duì)紙漿纖維層2進(jìn)行加熱干燥，但是，在紙漿纖維層2的加熱干燥時(shí)，也可采用實(shí)體的型芯。
本發(fā)明的紙漿模成型體也可通過(guò)下述方式形成，該方式為可在與經(jīng)抄漿處理的紙漿纖維層的外形相對(duì)應(yīng)的形狀的凹模中，設(shè)置該紙漿纖維層，然后，將與該凹模保持一定間隙的，進(jìn)行了加熱的凸模與凹模組合，使該紙漿纖維層干燥。
另外，本發(fā)明的紙漿模成型體還可通過(guò)下述方式形成，該方式為預(yù)先在凹模內(nèi)部，設(shè)置經(jīng)干燥的高密度紙漿的成型件(另一紙漿纖維層)，使紙漿的成型件和經(jīng)抄漿處理的濕潤(rùn)狀態(tài)的紙漿纖維層形成一體，然后，將與凹模保持一定間距的，經(jīng)加熱的凸模與凹模組合，對(duì)該組合物進(jìn)行干燥。通過(guò)采用這樣的干燥方法，通過(guò)從濕潤(rùn)狀態(tài)的紙漿纖維層產(chǎn)生的蒸汽，將濕潤(rùn)狀態(tài)的紙漿纖維層擴(kuò)大，由此，獲得下述紙漿模成型體，其中，外側(cè)由高密度的紙漿纖維層覆蓋，具有從外側(cè)向內(nèi)側(cè)，密度從小變大的密度分布。該成型件的印刷適應(yīng)性、強(qiáng)度、耐水性非常優(yōu)良，內(nèi)側(cè)的表面性也優(yōu)良。另外，本發(fā)明的單獨(dú)的紙漿纖維層可采用用于上述紙漿纖維層2的制造的纖維，通過(guò)普通的抄漿方法形成。
本發(fā)明的紙漿模成型體如上述實(shí)施例那樣，特別適合于具有凸緣部的隔熱容器，但是本發(fā)明的成型件的適合對(duì)象不限于此，也可適合用于大杯狀的容器、瓶狀的容器、盤(pán)狀容器等的各種形狀的容器、筒狀成型件等的中空成型件、平板狀的成型件等。
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明更進(jìn)一步地具體說(shuō)明。
按照第1實(shí)施例和第1比較實(shí)例的說(shuō)明，制造隔熱容器，進(jìn)行該容器的各種性能評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的結(jié)果在表1中給出。
(第1實(shí)施例)<容器主體尺寸形狀>
高度H106mm開(kāi)口部?jī)?nèi)徑φ190mm底部外形φ268.5mm凸緣部最大外徑φ396mm凸緣部厚度T3mm
筒體部厚度T221.4mm底部厚度T251.2mm采用下述抄漿模，在下述條件下，對(duì)紙漿纖維層進(jìn)行抄漿處理，該抄漿模具有形成有與上述尺寸形狀的容器主體相對(duì)應(yīng)的腔的一組開(kāi)合模。
<抄漿模>
材質(zhì)鋁連通通路的整個(gè)開(kāi)口面積1287mm2(與筒體部、底部相對(duì)應(yīng)的部分φ3×54個(gè)＝382mm2，與凸緣部外周相對(duì)應(yīng)的部分狹縫狀，寬度為3mm，全周＝905mm2)排水槽(網(wǎng)格狀)的整個(gè)開(kāi)口面積25071mm2排水槽寬度3mm腔形成面的排水槽的整個(gè)開(kāi)口面積率75％抄漿網(wǎng)由20網(wǎng)眼的PET制網(wǎng)和80網(wǎng)眼的PET制網(wǎng)形成的雙重抄漿網(wǎng)<漿液組成>
紙漿濃度0.1重量％紙漿纖維交聯(lián)化的紙漿(美國(guó)Weyerhauser公司生產(chǎn)的“HBA-LF”)50重量％+漂白牛皮紙漿(BKP)50重量％膨化劑花王(株式會(huì)社)生產(chǎn)(KB115)(對(duì)紙漿纖維重量比5％)填料日本PMC公司生產(chǎn)(AS262)(對(duì)紙漿纖維重量比2％)<抄漿條件>
漿液供給量15升(僅僅1次)漿液供給壓力0.2MPa腔的抽吸壓力0.06MPa在下述條件下，將加壓流體供給到腔內(nèi)，進(jìn)行脫水處理，直至含水率為75％。
<脫水條件>
加壓流體壓縮空氣按壓力0.2MPa(15秒)
腔的抽吸壓力0.06MPa準(zhǔn)備與所制造的容器主體的腔部外周和底部(底面和從底面立起部分)相對(duì)應(yīng)的部分，具有下述排氣孔的干燥模，在該干燥模的內(nèi)部，設(shè)置紙漿纖維層，通過(guò)該排氣孔，進(jìn)行強(qiáng)制排氣，同時(shí)，在下述型芯中，對(duì)該紙漿纖維層施加壓力。然后，中止強(qiáng)制排氣，使型芯收縮，制造容器主體。
<干燥模>
材質(zhì)鋁各排氣孔的狹縫寬度0.15mm與凸緣部相對(duì)應(yīng)的部分在凸緣部外周，沿縱向以3mm的間距設(shè)置4個(gè)(其中1個(gè)在與形成于凸緣部的外周面和底面的角部相對(duì)應(yīng)的部分開(kāi)口)與底部相對(duì)應(yīng)的部分在底面，按照5mm的間距設(shè)置4個(gè)(一個(gè)為開(kāi)合模)，在從底面立起部分的整個(gè)區(qū)域，沿縱向按照3mm的間距設(shè)置5個(gè)腔形成面的排氣孔的整個(gè)開(kāi)口面積396mm2腔形成面的全部排氣孔的整個(gè)開(kāi)口面積率1.2％<型芯>
材質(zhì)硅系橡膠加壓流體壓縮空氣<干燥條件>
模具溫度200℃型芯按壓力0.2MPa(15秒)強(qiáng)制排氣壓力5kPa<覆蓋層的形成>
在已獲得的容器主體上，在下述條件下形成覆蓋層，制作隔熱容器。
樹(shù)脂薄膜聚乙烯(LDPE/HDPE雙層結(jié)構(gòu))樹(shù)脂薄膜厚度150μm真空成型機(jī)三和興業(yè)生產(chǎn)商品名稱PLAVAC-FE36PHS薄膜加熱方式紅外線加熱器(加熱器與樹(shù)脂薄膜的間距為110mm)薄膜加熱溫度255℃(成型機(jī)顯示溫度)薄膜加熱時(shí)間35秒插塞尺寸直徑60mm×長(zhǎng)度127mm插塞材質(zhì)鋁(表面通過(guò)特氟綸(注冊(cè)商標(biāo))處理)插塞溫度110℃(插塞實(shí)際表面溫度)真空成型用模具口部孔徑φ89.8mm，底部直徑φ68.5mm，高度93.5mm真空成型用模具溫度100℃(模具內(nèi)側(cè)實(shí)際表面溫度)成型時(shí)間8秒(第1比較比例)除了采用還在容器主體的筒體部相對(duì)應(yīng)的部分，形成排氣孔(寬度為0.15mm，在筒體部的基本全周，縱向間距為10mm)的干燥模以外，按照與第1實(shí)施例相同的方式，制造隔熱容器。
(密度評(píng)價(jià))切出已獲得的容器主體，根據(jù)表觀的體積和重量，測(cè)定體積密度。
(密度分布的評(píng)價(jià))采用電解放射型掃描電子顯微鏡(日立公司生產(chǎn)“S-4000型”)，按照50倍的倍率，觀察已獲得的容器的各部位，判斷密度分布的有無(wú)。
(重量評(píng)價(jià))在100℃的溫度下，在低濕度的室內(nèi)，對(duì)已獲得的容器進(jìn)行干燥1小時(shí)，測(cè)定干燥后的重量。
(隔熱特性評(píng)價(jià))將熱電偶貼付于已獲得的容器的筒體部的外側(cè)，將80℃的熱水注入容器的內(nèi)部，測(cè)定從注入起3分鐘后的容器的筒體部外側(cè)的溫度。另外，查看是否能夠通過(guò)手持握注入了熱水的容器。
<通過(guò)熱電偶的溫度測(cè)定>
○不足60℃△60～65℃×超過(guò)65℃<采用手持握容器試驗(yàn)>
○感到溫?zé)岬某潭取麟m然稍感熱，但是能夠持握的程度×感到熱，不能夠持握的程度(強(qiáng)度評(píng)價(jià))采用壓縮試驗(yàn)器(Orientec公司生產(chǎn)，tensilon，“RTA-500”)，按照下述的方法，對(duì)已獲得的容器的縱向壓縮強(qiáng)度和橫向壓縮強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<縱向壓縮強(qiáng)度>
將已獲得的容器的開(kāi)口部朝向下方，將該容器擱置于擱置臺(tái)上，求出從容器底部的上方以20mm/min的十字頭(crosshead)速度使壓頭下降時(shí)的容器筒體部的壓縮強(qiáng)度。
○25kgf以上(包裝時(shí)、運(yùn)送時(shí)、使用時(shí)所必需的強(qiáng)度)×不足25kgf<橫向壓縮強(qiáng)度>
在與容器的凸緣部相對(duì)應(yīng)的部分，形成有接納該凸緣部的槽的擱置臺(tái)上，沿水平方向擱置已獲得的容器，求出從容器筒部的上方，按照20mm/min的十字頭速度，使直徑為10mm的圓桿的按壓頭下降時(shí)的容器筒體部的壓縮強(qiáng)度。象下述那樣，將已獲得的強(qiáng)度，與市場(chǎng)銷售的發(fā)泡乙烯制容器的值進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)。
<評(píng)價(jià)>
○與發(fā)泡乙烯容器相同，或其以上(包裝時(shí)、傳送時(shí)、使用時(shí)所承受的強(qiáng)度)×發(fā)泡乙烯容器以下已確認(rèn)，象表1所示的那樣，第1實(shí)施例的隔熱容器與第1比較實(shí)例的隔熱容器相比較，厚度較小，重量較輕，隔熱性優(yōu)良，可足夠地作為方便杯面用的容器。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明提供厚度較小的，重量較輕的，隔熱性優(yōu)良的，新型紙漿模成型體，以及可有效地制造紙漿模成型體的制造方法和裝置。
(表1)

*1容器主體+覆蓋層*2容器主體(筒體部)內(nèi)的密度分布*3容器主體(筒體部)/覆蓋層*4凸緣部/筒體部/底部*5 105℃、1小時(shí)的干燥
權(quán)利要求
1.一種紙漿模成型體，其特征在于，具備單一結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層，該紙漿纖維層由單一原料組成物經(jīng)抄漿處理而成，并且在厚度方向具有密度分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述紙漿纖維層沿厚度方向具有密度從小到大或從大到小地變化的密度分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述紙漿纖維層中的至少內(nèi)面或外面被覆蓋層覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述紙漿纖維層的外面被不同于所述紙漿纖維層的另一紙漿纖維層覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述另一紙漿纖維層的密度大于所述紙漿纖維層的最大密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述紙漿纖維層和所述覆蓋層由生物降解性的材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模成型體，其特征在于，由所述紙漿纖維層形成杯狀的容器主體，在其開(kāi)口邊緣部形成凸緣部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紙漿模成型體，其特征在于，在所述容器主體的筒體部具有所述密度分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紙漿模成型體，其特征在于，所述容器主體的所述凸緣部和底部的密度比筒體部的密度高。
10.一種紙漿模成型體的制造方法，該方法包括對(duì)由單一原料組成物形成的紙漿纖維層進(jìn)行抄漿處理、脫水處理的抄漿脫水工序；以及將已脫水的該紙漿纖維層置于干燥模內(nèi)，使得沿該紙漿纖維層的厚度方向具有密度分布地進(jìn)行干燥的干燥工序，其特征在于，在與不具有所述紙漿纖維層的密度分布的部分相對(duì)應(yīng)的所述干燥模的內(nèi)面，形成與外部連通的排氣孔，通過(guò)所述排氣孔，對(duì)所述干燥模內(nèi)部進(jìn)行排氣，同時(shí)，通過(guò)可彈性變形的型芯，將設(shè)置于該干燥模內(nèi)的所述紙漿纖維層向所述干燥模的所述內(nèi)面按壓后，使該型芯的按壓力降低，停止通過(guò)所述排氣孔的排氣，使所述型芯與所述紙漿纖維層分離，使得在該紙漿纖維層的厚度方向具有密度分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紙漿模成型體的制造方法，其特征在于，反復(fù)進(jìn)行通過(guò)所述型芯進(jìn)行的所述紙漿纖維層的按壓工序，和降低所述型芯的按壓力、停止排氣的工序，同時(shí)對(duì)所述紙漿纖維層進(jìn)行干燥。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紙漿模成型體的制造方法，其特征在于，包括由覆蓋層覆蓋所述紙漿纖維層中的至少內(nèi)面或外面的工序。
13.一種紙漿模成型體的制造裝置，該裝置在權(quán)利要求10所述的紙漿模成型體的制造方法中使用，其特征在于，包括設(shè)置有紙漿纖維層的干燥模；以及將設(shè)置于該干燥模內(nèi)的紙漿纖維層從內(nèi)部向該干燥模的內(nèi)面按壓并可發(fā)生彈性變形的型芯，在與不具有紙漿纖維層的密度分布的部分相對(duì)應(yīng)的所述干燥模的所述內(nèi)面，形成與外部連通的排氣孔。
全文摘要
一種紙漿模成型體，其具有單層結(jié)構(gòu)的紙漿纖維層(2)，該纖維層由單一的原料組成物進(jìn)行抄漿處理而成，并且沿厚度方向具有密度分布。上述紙漿纖維層(2)沿厚度方向，具有密度從小變大，或從大變小的密度分布。
文檔編號(hào)D21J3/00GK1488021SQ02803918
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者衛(wèi)藤敬二, 熊本吉晃, 石川雅隆, 野野村著, 晃, 著, 隆 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社