JP2006116830A - 紙構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】強度の弱い農産物材料等を用いる紙製品を用いても高強度な構造を得られる紙構造体を提供する。
【解決手段】 紙構造体には、生分解性プラスチック基材１と、該生分解性プラスチック基材上に形成される表面被覆材２，３とからなる紙製品を用いる。この紙製品からなる略均一な面を有する上層紙４と下層紙５の間に、垂直断面形状が正方形で側面が正三角形である底面のない複数の正四角錐形状が間隔なく配置される中間層紙６が挟まれており、正四角錐形状の底面エッジ部の４辺が下層紙に接着され、正四角錐形状の頂部が上層紙に接着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は紙構造体に関し、特に、農産物材料等を用いる紙製品を用いた紙構造体に関する。

農産物材料又は再生紙製品を用いる紙製品としては、本出願人による特表２００４−５０４１７６がある。これは、生分解性プラスチック基材と、基材上に形成される表面被覆材とを有する紙製品であって、表面被覆材が農産物材料を含む紙製品である。

このような紙製品は、製造工程によって耐水性をある程度持たせることが可能であり、また、空気等のが浸透しないように、又は浸透するように製造することも可能である。

特表２００４−５０４１７６

しかしながら、このような紙製品は、引っ張り強度はある程度強いものの、横からの応力等に対しては通常の紙製品に比べて弱いため、梱包用紙箱の材料として利用することは困難であった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、強度の弱い農産物材料等を用いる紙製品を用いても高強度な構造を得られる紙構造体を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による紙構造体は、生分解性プラスチック基材と、該生分解性プラスチック基材上に設けられ、農産物材料及び再生木材繊維のうち少なくとも１種類から選択される表面被覆材とからなる紙製品を用いる。そして、紙構造体は、紙製品からなり、略均一な面からなる上層紙と、紙製品からなり、略均一な面からなる下層紙と、上層紙と下層紙の間にある中間層紙とを有する。中間層紙は、紙製品からなり、垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である底面のない複数の正四角錐形状が隙間なく配列され、正四角錐形状の底面エッジ部４辺が上層紙と下層紙の少なくとも何れか一方に接着されるものである。

さらに、生分解性プラスチック基材に表面被覆材を、及び／又は上層紙と下層紙の少なくとも何れか一方に中間層紙を、接着する植物性粘液を含んでいても良い。

また、生分解性プラスチック基材は上部表面及び下部表面を有し、表面被覆材は上部表面及び下部表面のそれぞれに塗布されれば良い。

ここで、農産物材料は、さとうきび、麻、ケナフ、とうもろこし稈、綿の実の殻、とうもろこしの葉、とうもろこしの殻、小麦、藁、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉及びヘーゼルナッツの殻のうちの何れか１つ又は複数から選択されるものであれば良い。

また、中間層紙は、その正四角錐形状の底面エッジ部が上層紙に接着される上側中間層紙と下層紙に接着される下側中間層紙とからなり、上側中間層紙と下側中間層紙の正四角錐形状の頂部側が互いに対向して噛合するようにしても良い。

さらに、中間層紙は、その正四角錐形状の頂部が内側に窪んでいても良い。

またさらに、中間層紙は、その正四角錐形状の底面エッジ部であって隣り合う正四角錐形状との接続部分が、内側に窪んでいても良い。

ここで、中間層紙の複数の正四角錐形状は、上層紙及び下層紙の各辺に対して平行に配列されるか、角度を持って斜めに配列されても良い。

また、生分解性プラスチック基材と、該生分解性プラスチック基材上に形成され、農産物材料及び再生木材繊維のうち少なくとも１種類から選択される表面被覆材とからなる紙製品を用いた本発明の紙構造体の製造方法は、垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である正四角錐が複数表面に隙間なく配列されるローラを用いて、略均一な面からなる紙製品を型押しすることで、垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である底面のない複数の正四角錐形状が間隔なく配列される中間層紙を形成する過程と、中間層紙の上下に、紙製品からなり略均一な面からなる上層紙と、紙製品からなり略均一な面からなる下層紙とを接着する過程と、を有する。

本発明の紙構造体には、強度の弱い紙製品を用いても強度の強い構造が得られるという利点がある。また、農産物等を用いる紙製品は、水を通すように製造することや逆に通さないように製造することが容易であり、さらに空気を透過しないように製造することも容易であるため、本発明の紙構造体を梱包用紙箱に使用する場合には、その用途に合わせて種々の特性を持たせることが可能である。さらに、有害物質は一切使わない構造のため、廃棄処分も容易で環境にも優しいものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の紙構造体に用いる紙製品の断面図である。本発明で用いられる紙製品は、特許文献１に記載の紙製品と同様のものである。図示のように、紙製品は、基材１と上表面被覆材２と下表面被覆材３とからなる。

基材１は、生分解性プラスチックからなり、あら布やフェルト等の無方向性繊維（不繊布）等からなるものである。生分解性プラスチックには、脂肪性ポリエステル樹脂構造のものや、ポリビニルアルコール分子構造のもの、多糖類を基にした分子構造のもの等があり、強度、耐化学薬品性、耐水性、その他自然に廃棄されたときの生分解性等を考慮し、種々の生分解性プラスチックが利用可能である。より具体的には、例えば株式会社島津製作所のラクティ（登録商標）や、カネボウ株式会社のラクトロン（登録商標）等が利用可能である。

また、上表面被覆材２及び下表面被覆材３は、農産物繊維や再生繊維等からなる。ここで、農作物繊維とは、具体的にはさとうきび、麻、ケナフ、とうもろこし稈、綿の実の殻、とうもろこしの葉、とうもろこしの殻、小麦、藁、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉及びヘーゼルナッツの殻等である。これらの農産物繊維は、紙構造体の用途に応じて１つ又は複数を組み合わせて選択されれば良い。また、再生繊維とは、所謂バージン繊維を再利用したものであるが、勿論バージン繊維を利用しても良い。紙製品の表面被覆材には、低品質なものやあまり用途がないものでも利用可能である。

紙製品は、基材１の表面に霧吹き等で水分を吹き付けた後、その上に表面被覆材２，３を吹き付け、適当な熱を加えることで製造される。基材１が僅かに溶ける温度で熱を加えることで、表面被覆材２，３が基材１と良く結合するようになる。また、熱を加えることで、基材１が僅かに溶けるため耐水性が増す。

また、水を吹き付ける代わりに、植物性粘膜液を基材１に塗布しても良い。植物性粘膜液とは、オクラから出る粘液や、モロヘイヤの葉やフェヌグリークの種、トロロアオイの根茎等である。このような植物性粘膜液を用いた場合、植物性粘膜液が表面被覆材２，３の接着剤として機能する。したがって、この場合には接着のために熱を加える必要はない。しかしながら、耐水性等の機能を持たせるために熱を加えることを除外するものではない。

上述のような紙製品に、以下に説明するような紙構造体を適用する。図２は本発明の第１実施例の紙構造体の断面図を、図３は本発明の紙構造体の中間層の正四角錐形状の概略斜視図を、それぞれ表わしている。本発明の第１実施例の紙構造体は、略均一な面からなる上層紙４と、下層紙５と、その間に挟まれる中間層紙６とからなる。中間層紙６は、図３に示すように、垂直断面形状が正方形で側面が正三角形である複数の正四角錐形状が隙間なく配置されたものである。正四角錐は、力学的に強固な構造である。なお、中間層紙６の正四角錐形状は、型押しで作られるため、その底面はない。図示のように、中間層紙６の正四角錐形状は、その頂部が上層紙４に接着され、その底面エッジ部４辺が下層紙５に接着されている。本発明の紙構造体は、このように構成することで強固な構造が得られるので、梱包用紙箱の材料に利用することも可能である。

次に、図４を用いて本発明の第２実施例の紙構造体を説明する。図４は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２に示す第１実施例のものと同様である。本第２実施例の紙構造体の特徴とするところは、第１実施例の中間層紙に噛合するように、その上側に正四角錐形状を有する別の中間層紙を対向して設けた点にある。即ち、下層紙５に接着されている下側中間層紙６と、上層紙４に同じように接着されている上側中間層紙７とが、頂部側が対向するようにして互いに噛合して接着されている。

第１実施例の紙構造体では、正四角錐形状の底面エッジ部で折れ曲がる可能性があるが、本第２実施例の紙構造体では、一方の正四角錐形状の底面エッジ部に他方の正四角錐形状の頂部が噛合しているため、その部分の強度も十分取れるので、ここで折れ曲がる心配はなくなる。

次に、図５を用いて本発明の第３実施例の紙構造体を説明する。図５は、本発明の紙構造体の中間層紙の他の形状を説明するための、中間層紙の断面図である。他の実施例と同様に、実際の紙構造体は上層紙４及び下層紙５があり、その間に中間層紙８が挟まれる構成である。

図５に示すように、第３実施例の紙構造体に用いられる中間層紙８の正四角錐形状は、その頂部が内側に窪んでいる凹部１０を有する。凹部１０により、さらに応力が高まり強固な構造となるだけでなく、上層紙４や下層紙５に接着するための接着面積が増し、上層紙や下層紙が中間層紙から剥がれ難くなる。

さらに、図６に示す第４実施例の紙構造体に用いられる中間層紙９のように、正四角錐形状の頂部の凹部１０だけでなく、正四角錐形状の底面エッジ部であって隣り合う正四角錐形状との接続部分にも内側に窪んでいる凹部１１を設けても良い。これによりさらに応力が高まり強固な紙構造体が実現可能となる。

次に、図７を用いて本発明の正四角錐形状の配置例を説明する。図７は、本発明の紙構造体に用いられる中間層紙の上面図である。図示のように、正四角錐形状は、上層紙又は下層紙の各辺に対して平行に配置されるように、隙間なく型押し形成される。また、図８に示すように、上層紙又は下層紙の各辺に対して角度を持って配置されるように形成されても良い。即ち、例えば長手方向に対して４５度の角度を持って隙間なく正四角錐形状が配置されるようにしても良い。これらは、紙構造体の用途等に従って種々変更可能である。

ここで、本発明の紙構造体に用いられる中間層紙は、ローラを用いて型押し形成される。図９は、本発明の中間層紙を型押し形成するためのローラを説明するための図であり、図９（ａ）がその概略側面図、図９（ｂ）がその概略上面図である。図示のように、垂直断面形状が正方形で側面が正三角形である正四角錐が複数表面に隙間なく配列されたローラ２０，２１を用いて、その間に略均一な面からなる紙製品を通すことで型押し形成される。

なお、上述の例では中間層紙を、ローラを用いて型押し形成したが、本発明はこれに限定されず、垂直断面形状が正方形で側面が正三角形である正四角錐が複数表面に隙間なく配列された型に、紙製品の材料を液状にしたものを流し込むことで形成することも可能である。具体的には、生分解性プラスチック基材を繊維を残したままほぐしたものに、農産物繊維や再生繊維、古紙等を溶かしたものを混ぜ合わせることで作成した液体状の材料を、正四角錐が複数配列された型に流し込み乾燥させた後、型から外すことで、中間層紙を形成しても良い。このように、垂直断面形状が正方形で側面が正三角形である正四角錐が複数表面に隙間なく配列された中間層紙が形成できれば良く、いかなる方法で形成しても良い。

なお、本発明の紙構造体は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明の中間層紙は略平面の紙製品を型押しすることで正四角錐形状を一度に成形していたが、本発明はこれに限定されず、正四角錐形状を一つずつ形成して隙間なく並べて接着していっても勿論構わない。

図１は、本発明の紙構造体に用いる紙製品の断面図である。 図２は、本発明の第１実施例の紙構造体の断面図である。 図３は、本発明の第１実施例の紙構造体の中間層紙の概略斜視図である。 図４は、本発明の第２実施例の紙構造体の断面図である。 図５は、本発明の第３実施例の紙構造体の断面図である。 図６は、本発明の第４実施例の紙構造体の断面図である。 図７は、本発明の紙構造体の中間層紙の正四角錐形状の配置例を示す上面図である。 図８は、本発明の紙構造体の中間層紙の正四角錐形状の他の配置例を示す上面図である。 図９は、本発明の紙構造体の中間層紙を型押し形成するためのローラの側面図及び上面図である。

符号の説明

１ 基材
２ 上表面被覆材
３ 下表面被覆材
４ 上層紙
５ 下層紙
６ 中間層紙
７ 上側中間層紙
８ 中間層紙
９ 中間層紙
１０ 凹部
１１ 凹部
２０，２１ ローラ

Claims (10)

1. 生分解性プラスチック基材と、該生分解性プラスチック基材上に設けられ、農産物材料及び再生木材繊維のうち少なくとも１種類から選択される表面被覆材とからなる紙製品を用いた紙構造体であって、該紙構造体は、
   前記紙製品からなり、略均一な面からなる上層紙と、
   前記紙製品からなり、略均一な面からなる下層紙と、
   前記上層紙と下層紙の間にあり、前記紙製品からなり、垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である底面のない複数の正四角錐形状が隙間なく配列される中間層紙であって、前記正四角錐形状の底面エッジ部４辺が前記上層紙と下層紙の少なくとも何れか一方に接着される、中間層紙と、
   を有することを特徴とする紙構造体。
2. 請求項１に記載の紙構造体であって、さらに、前記生分解性プラスチック基材に前記表面被覆材を、及び／又は前記上層紙と下層紙の少なくとも何れか一方に中間層紙を、接着する植物性粘液を含むことを特徴とする紙構造体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の紙構造体において、前記生分解性プラスチック基材は上部表面及び下部表面を有し、前記表面被覆材は前記上部表面及び前記下部表面のそれぞれに塗布されることを特徴とする紙構造体。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の紙構造体において、前記農産物材料は、さとうきび、麻、ケナフ、とうもろこし稈、綿の実の殻、とうもろこしの葉、とうもろこしの殻、小麦、藁、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉及びヘーゼルナッツの殻のうちの何れか１つ又は複数から選択されることを特徴とする紙構造体。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の紙構造体において、前記中間層紙は、その正四角錐形状の底面エッジ部が前記上層紙に接着される上側中間層紙と前記下層紙に接着される下側中間層紙とからなり、前記上側中間層紙と下側中間層紙の正四角錐形状の頂部側が互いに対向して噛合することを特徴とする紙構造体。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の紙構造体において、前記中間層紙は、その正四角錐形状の頂部が内側に窪んでいることを特徴とする紙構造体。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の紙構造体において、前記中間層紙は、その正四角錐形状の底面エッジ部であって隣り合う正四角錐形状との接続部分が、内側に窪んでいることを特徴とする紙構造体。
8. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の紙構造体において、前記中間層紙の複数の正四角錐形状は、前記上層紙及び下層紙の各辺に対して平行に配列されることを特徴とする紙構造体。
9. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の紙構造体において、前記中間層紙の複数の正四角錐形状は、前記上層紙及び下層紙の各辺に対して角度を持って斜めに配列されることを特徴とする紙構造体。
10. 生分解性プラスチック基材と、該生分解性プラスチック基材上に形成され、農産物材料及び再生木材繊維のうち少なくとも１種類から選択される表面被覆材とからなる紙製品を用いた紙構造体の製造方法であって、該方法は、
    垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である正四角錐が複数表面に隙間なく配列されるローラを用いて、略均一な面からなる前記紙製品を型押しすることで、垂直断面形状は正方形で側面は正三角形である底面のない複数の正四角錐形状が間隔なく配列される中間層紙を形成する過程と、
    前記中間層紙の上下に、前記紙製品からなり略均一な面からなる上層紙と、前記紙製品からなり略均一な面からなる下層紙とを接着する過程と、
    を有することを特徴とする紙構造体の製造方法。