JP5386741B2 - 和紙立体形状物の製造方法及び和紙立体形状物 - Google Patents

Description

本発明は、据え置き式電気照明器具、電気スタンド、行灯、提灯、天井吊下げ照明灯具等の照明器具用のシェード、或いはインテリア用のオブジェなどに好適な和紙立体形状物の製造方法に関するものである。また、本発明は、そのような方法を用いて製造した和紙立体形状物にも関連している。

近年、伝統工芸品など日本の古いものが見直されており、電気照明器具のランプシェードとして和紙材料を用いた商品が好まれる傾向がある。和紙材料を用いたランプシェードとしては、竹ひごなどの骨組みを形成し、この骨組の外周表面に、透光性被覆材である和紙材料を貼り付けて構成したものが従来より知られているが、骨組みとして竹ひごを用いるものでは、造形可能な形状が限定されてしまうこととなる。そこで、より柔軟な造形を可能とするために骨組みとして紐部材を用いる技術が、例えば、特許文献１（特開平５−１５６５９４号公報）に開示されている。この特許文献１には、破壊可能な素材からなる、所望の立体形状を有する原型１の表面に、表面が毛羽立った、複数の紐状部材２を交差させて配置し、この表面に、植物繊維３及びネリを含む紙料液を付着させ、上記紐状部材２と植物繊維３を乾燥して、上記原型１の外観に対応する和紙成形体を形成した後、上記原型１を破壊して上記和紙成形体の内部から取り出すことを特徴とする、和紙成形体の製造方法が開示されている。
特開平５−１５６５９４号公報

従来の技術では、紐状部材などの骨組みとなる部材を予め組んでおき、このような骨組み部材に対して紙料液を付着させることによって強度を確保し、もって和紙成形体の立体形状を維持するようにしている。しかしながら、このような骨組みを組むための工程においては、原型の表面に、表面が毛羽立った複数の紐状部材を交差させて配する必要があり、製造には専門的技能者の多大な労力がかかるものであり、これが大量生産のネックとなったり、コストアップの要因となったりして問題となっていた。

上記のような問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、和紙原料と水と粘剤とを含む紙料液を調整する紙料液調整工程と、前記紙料液にハイドロゲルを分散しハイドロゲル分散紙料液を調整するハイドロゲル分散紙料液調整工程と、前記ハイドロゲル分散紙料液を型上に堆積させる堆積工程と、前記型上に堆積された前記ハイドロゲル分散紙料液を乾燥し和紙立体形状物とする乾燥工程からなることを特徴とする和紙立体形状物の製造方法である。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の和紙立体形状物の製造方法において、前記乾燥工程によって得られた前記和紙立体形状物に抗菌剤を塗布する抗菌剤塗布工程をさらに有することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の和紙立体形状物の製造方法において、前記乾燥工程によって得られた前記和紙立体形状物にガラス質を塗布するガラス質塗布工程をさらに有することを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法において、前記堆積工程はハイドロゲル分散紙料液を吹き付けることによって行うことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法において、前記型には空気の封入・排出によって、形状変更が可能なものを用いることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法において、前記型にはブロック化されたものを用いることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法によって製造されたことを特徴とする和紙立体形状物である。

本発明の和紙立体形状物の製造方法によれば、骨組みを組むための工程などを行うことなく、ハイドロゲル分散紙料液を直接、型上に堆積させることによって和紙立体形状物を製造することが可能となるので、専門的技能者が必要でなく、製造が簡単であり、コストを抑制しつつ大量生産を実施することができるようになる。また、本発明の和紙立体形状物の製造方法において用いるハイドロゲルが分散された紙料液は、立体形状をなす型に堆積したときにおいて、堆積されたときの状態を維持しようと特性を有するものであるために、本発明の和紙立体形状物の製造方法によれば、シームレスな和紙立体形状物を、手間をかけることなく製造することが可能となる。また、本発明の和紙立体形状物は、製造コストが抑制されるために、安価に提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型の構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてセッティングされた型の様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型に堆積させる様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）の堆積が完了した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型抜き工程の様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における抗菌剤塗布工程、ガラス質塗布工程の概念を説明する図である。 本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法によって製造された和紙立体形状物の利用形態の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型に堆積させる様子を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型の構成を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型に堆積させる様子を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法によって製造される和紙立体形状物（生成物Ｐ４００）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における工程の流れを示す図である。

製造工程におけるステップＳ１００は、一般的な紙漉によって和紙を作成するための紙料液を調整する工程である。このステップＳ１００では、和紙原料である楮塊、パルプ塊、及び水の中に粘剤が分散されたねり水が、攪拌槽に投入され攪拌されることによって実施され、所定の攪拌工程の後に生成物Ｐ１００である紙料液を得ることができる。本実施形態においては、５００ｇの楮塊、５００ｇのパルプ塊、水１００Ｌ中に１０ｇ以下の粘剤が溶解されているねり水を用いている。また、上記の粘剤としては、明成化学工業株式会社製アルコックスＫ−２を用いた。このアルコックスＫ−２は、和紙抄紙用合成粘剤であり、ポリエチレンオキサイド−アクリルアミド共重合物を主な組成とするものである。なお、紙料液に溶解する粘剤としては、これに限定されるものではなく、これ以外のものを用いることも可能である。

なお、本実施形態のような和紙に関連する分野の製造工程においては、一般的な化学分野のような厳密な成分配合を行わず、職人の経験によって配合を若干変更することもあるために、上記のような各成分の配合はあくまで参考値であることを付記しておく。

製造工程におけるステップＳ２００は、ＣＭＣハイドロゲルを水（温水）に溶解して、ＣＭＣハイドロゲル溶液（生成物Ｐ２００）を得る工程である。ここで、本実施形態において用いるＣＭＣハイドロゲルとは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）に精製水を加え良く練ったペースト状態に電離性放射線を照射して得たものである。このＣＭＣハイドロゲルは、土壌中の微生物により生分解する環境に優しい生分解性高分子吸水ゲルであるという特性を有する。また、ＣＭＣハイドロゲルは水を多量に吸収し保持できるという特性を有するため、使い捨てオムツなどの衛生用品や保湿材として医療、化粧品の分野でも使用できるものである。このようなハイドロゲルとしては、特開２００８−１１８５７号公報、特開２００８−１１１０２７号公報、特開２００７−２７７４９１号公報、特開２００４−４３５４３号公報、特開２００３−４８９９７号公報などに記載のものを用いることが可能である。なお、本実施形態においては、ＣＭＣハイドロゲルとしては、ゲル分率が１０％〜８０％のもの、より好ましくは４０％〜７０％のものを用いるようにする。

さて、上記のようなＣＭＣハイドロゲルは、比較的水に分散しにくいので、ステップＳ２００における調整工程では、所定の攪拌槽に常温以上８０℃以下の温水と、粉体状のＣＭＣハイドロゲルとを投入して、よく攪拌するようにしている。ここで、用いる温水は１Ｌで、この中に分散させるＣＭＣハイドロゲルは１０ｇである。なお、ステップＳ２００の調整工程においては、０．１〜１０％程度の濃度範囲のＣＭＣハイドロゲル溶液を用いることが可能である。

ステップＳ３００の調整工程では、生成物Ｐ１００である紙料液と、生成物Ｐ２００であるＣＭＣハイドロゲル溶液とを攪拌槽で攪拌することによって、ハイドロゲルが分散されたハイドロゲル分散紙料液を調整する。このステップＳ３００におけるハイドロゲル分散紙料液中のＣＭＣハイドロゲルの濃度はおよそ０．０１％程度である。

続くステップＳ３０１における水分除去工程では、１８〜２０メッシュ程度のメッシュ
部材によっておよそ９０％程度の水分を除去する。

また、水分除去工程を経たハイドロゲル分散紙料液の粘性が低い場合には、ステップＳ３０２において調整用の高濃度のねり水が加えられ、攪拌される。なお、このステップＳ３０２における粘性調整によって０．０１〜０．１％程度の粘剤濃度の向上を行うものである。

以上のような工程を経て、適当な粘性を有するハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を得ることができる。本実施形態においては、生成物Ｐ３００のようなＣＭＣハイドロゲルが分散された紙料液を所定の立体形状をなす型に堆積させることによって、和紙立体形状物の造形を行うが、このようなＣＭＣハイドロゲルが分散されている紙料液は、堆積されたときの状態を維持しようと特性を有するものであるために、骨組みなどの基材を用いることなく、立体形状の造形を行うことが可能となる。また、ＣＭＣハイドロゲルは天然由来の物質であると共に、生分解物質でもあるために、本発明により製造される和紙立体形状物は、廃棄時などにおいて環境に優しいものであるということができる。

次に、上記のようなハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を用いて、立体形状の和紙構造物を製作するための工程について説明する。以下の実施形態では、開口を有する略球形状の和紙立体形状物を製作するための工程について説明する。図２は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型の構成を説明する図である。図２において、１０は型、１１は型本体部、１２は管状部、２０は遮蔽部材、２１は開口部をそれぞれ示している。

型１０は略球形状の型本体部１１と、この型本体部１１に空気を導入したり、型本体部１１に導入された空気を排出したりするために用いられる管状部１２とから概略構成されている。型本体部１１は厚さ数ｍｍ程度の樹脂材料やゴム材料でできており、型本体部１１に空気を導入したり、或いは、型本体部１１から空気を排出したりすることによって、形状の変更が可能なように構成されてなる。管状部１２には不図示のバルブなどが設けられるており、当該バルブを閉めることにより型本体部１１に導入した空気を型本体部１１に封入して、型本体部１１の略球形形状を維持させることができたり、或いは、バルブを開き型本体部１１に導入した空気を排出することで、型本体部１１を収縮させることができたりするようになっている。

図２に示されている状態は、型本体部１１に空気が封入されて、型本体部１１が略球形形状とされている状態を示している。型１０にハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を堆積させることよって和紙立体形状物の造形を行うときには図２に示すような型本体部１１に空気が封入されたときの形状を用いる。

遮蔽部材２０は、円形の開口部２１を有する板状の部材であり、型本体部１１の底部を遮蔽することによって、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）が型本体部１１底部に付着しないようにするものである。

本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法において、和紙立体形状物の造形を行うときにおいては、まず管状部１２から型本体部１１に空気を導入して膨張させ略球形形状を維持させるようにする。そして、型本体部１１底部に開口部２１をはめ込むことによって、遮蔽部材２０をセットする。図３は遮蔽部材２０を型本体部１１底部にセットした後の状態で、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）による造形準備が整った状態を示している。図３は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてセッティングされた型の様子を示す図である。

次に、図1及び図４に示すように、ステップＳ３００乃至ステップＳ３０２で調整され
たハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を、スプレーガン３０にセットする。このスプレーガン３０としては、モルタル吹き付け用途のものを用いることができ、本実施形態ではＶＯＹＬＥＴ社製ＦＲ−３００を用いている。ステップS４００の吹き付け工程で
用いるスプレーガン３０としては、これに限定されるものではなく、これ以外のものを用いることも可能である。

図４に示すように、スプレーガン３０にセットされたハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を、型本体部１１になるべく均一となるように堆積させる。なお、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型本体部１１に堆積させる工程の前段に、必要に応じて型本体部１１表面に離型剤を塗布しておくこともできる。ただ、本実施形態のように、ＣＭＣハイドロゲルが分散された紙料液を用いると、離型剤を利用しなくても離型性が良いという傾向はある。図４は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型に堆積させる様子を示す図である。また、図４は図１におけるステップＳ４００を図に現したものでもある。ＣＭＣハイドロゲルが分散されている紙料液であるハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）は、スプレーガン３０の吹き付けによって、型本体部１１に堆積されても、堆積されたときの状態を維持しようと特性を有しており、型本体部１１からほとんど脱落することがなく、したがって、骨組みなどの骨材を用いることなく、立体形状の造形を行うことが可能となる。また、本実施形態に係るハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）は、立体形状をなす型１０に堆積した際、堆積されたときの状態を維持しようと特性を有するので、シームレスな和紙立体形状物を、手間をかけることなく製造することが可能となる。

ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型１０に堆積させるための、スプレーガン３０による吹き付ける工程（ステップＳ４００）が完了した状態が図５に示すものである。このように堆積が完了した状態とされた後には、乾燥工程（ステップＳ４０１）が実施される。この乾燥工程としては、自然乾燥或いは温風による強制乾燥の双方を用いることができるが、後者の方が前者より早く乾燥工程を完了させることができ、量産性がよいことは言うまでもない。ステップＳ４０１による乾燥工程が完了すると、和紙立体形状物が一応完成することとなる。

次に、乾燥工程が完了した和紙立体形状物を型から取り外す工程が実施される。ステップＳ４０２の型抜き工程がその工程であり、その様子を具体的に示したものが図６である。図６は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型抜き工程の様子を示す図である。ステップＳ４０２の型抜き工程においては、管状部１２における不図示のバルブを開き型本体部１１に導入した空気を排出することで、型本体部１１を収縮させて、遮蔽部材２０の開口部２１により形成された和紙立体形状物底部の開口から、型本体部１１を取り外すようにする。

ステップＳ４０２の型抜き工程を経た和紙立体形状物は、必要に応じて、図７に示すような抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）又はガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）のいずれかの工程、抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）及びガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）の双方の工程が施される。抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）は、例えば、光触媒などの抗菌材料を和紙立体形状物の外表面、内面に塗布する工程である。また、ガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）は、ポリシロキサンを主原料とするガラス質を和紙立体形状物の外表面に塗布することにより、和紙立体形状物の強度を向上させたり、和紙立体形状物の光透過性を向上させたり、撥水性を付与したりするものである。本実施形態では、テトラエトキシシランの濃度５〜１０％程度のブタノール、エタノール溶液を和紙立体形状物の外表面に塗布した後に乾燥させることで行った。なお、この乾燥には、常温における自然乾燥、又は４０℃〜８０℃での強制乾燥のいずれの方法も用いることが可能
である。なお、テトラエトキシシランの濃度をより高くすれば、和紙立体形状物の強度をより向上させたりすることができるが、和紙立体形状物の和紙の質感を維持するためには、テトラエトキシシランの濃度としては、５〜１０％であることが望ましい。

以上のような工程を経て最終的に図１の生成物Ｐ４００に示すような和紙立体形状物を得ることができる。このような和紙立体形状物の製造方法によれば、骨組みを組むための工程などを行うことなく、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を直接、型上に堆積させることによって和紙立体形状物を製造することが可能となるので、製造が簡単であり、コストを抑制しつつ大量生産を実施することができるようになる。このよう和紙立体形状物を利用形態の一例を図８に示す。図８は本発明の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法によって製造された和紙立体形状物の利用形態の一例を示す図である。図８は、所定の広さを有する基台部５１上に電灯部５２が設けられているような電気照明装置５０に、和紙立体形状物（生成物Ｐ４００）の底部開口を利用して、これを被せるようにして利用する利用形態を示している。このような利用形態によれば、和紙材料による温かみのある照明器具を提供することができるようになる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。先の実施形態においては、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型１０に堆積させた後に、和紙立体形状物から型１０を取り外す例であったが、本実施形態は造形された和紙立体形状物を型から取り外すことなく型ごと最終製品とする例である。本実施形態は、このような型の使用形態が先の実施形態と異なるのみであり、その他の点については同様であるので、型に関連する相違事項についてのみ説明する。

図９は本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型に堆積させる様子を示す図である。本実施形態において利用する型６０は、底部に開口部６１を有し略球形形状をなす透明なガラス中空体である。本実施形態においては、このようなガラス中空体である型６０に対して、スプレーガン３０の吹き付けによって、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を堆積させる（ステップＳ４００）。そして、その後、乾燥工程であるステップＳ４０１が実施され、ステップＳ４０２の型抜き工程については省略される。乾燥工程（ステップＳ４０１）を経た和紙立体形状物は、先の実施形態と同様、必要に応じて、抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）又はガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）のいずれかの工程、抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）及びガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）の双方の工程が施され、最終製品である和紙立体形状物（生成物Ｐ４００）を得ることができる。このような実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することが可能である。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。第１に示した実施形態においては、型１０として空気の封入・排出によって形状変更が可能なものを用いていたが、本実施形態では、型としてブロック化されたものを用いるようにしている。本実施形態は、このような型の使用形態が第１の実施形態と異なるのみであり、その他の点については同様であるので、型に関連する相違事項についてのみ説明する。

図１０は本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法における型の構成を説明する図である。本実施形態における型７０は、図中斜線で示すようなブロック単位に分割することができるように構成されている。このブロック単位の継ぎ目については、図１０中の点線で示されている。

このようなブロック化された型７０を用いる場合、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を堆積させることよって和紙立体形状物の造形を行うときには、図１０に示すようにブロック単位を組み上げることによって、造形しようとする形状となるようにする。
本実施形態においては、このようなブロック単位が組み上げられた型７０に対して、スプレーガン３０の吹き付けによって、ハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を堆積させる（ステップＳ４００）。図１１は本発明の他の実施形態に係る和紙立体形状物の製造方法においてハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）を型７０に堆積させる様子を示す図である。なお、スプレーガン３０によるハイドロゲル分散紙料液（生成物Ｐ３００）の吹き付けにおいては、型７０の底部には行わないようにし、この底部から型７０を抜くようにする。

ステップＳ４００の工程を経て、乾燥工程であるステップＳ４０１が実施されると、型７０をブロック単位に分離し、分離されたブロック単位を和紙立体形状物の底部から取り出すようにして、ステップＳ４０２の型抜き工程を実施する。

型抜き工程（ステップＳ４０２）を経た和紙立体形状物は、これまでの実施形態と同様、必要に応じて、抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）又はガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）のいずれかの工程、抗菌剤塗布工程（ステップＳ４０３）及びガラス質塗布工程（ステップＳ４０４）の双方の工程が施され、最終製品である図１２に示すような和紙立体形状物（生成物Ｐ４００）を得ることができる。このような実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することが可能である。

以上、本発明の和紙立体形状物の製造方法によれば、骨組みを組むための工程などを行うことなく、ハイドロゲル分散紙料液を直接、型上に堆積させることによって和紙立体形状物を製造することが可能となるので、専門的技能者が必要でなく、製造が簡単であり、コストを抑制しつつ大量生産を実施することができるようになる。また、本発明の和紙立体形状物の製造方法において用いるハイドロゲルが分散された紙料液は、立体形状をなす型に堆積したときにおいて、堆積されたときの状態を維持しようと特性を有するものであるために、本発明の和紙立体形状物の製造方法によれば、シームレスな和紙立体形状物を、手間をかけることなく製造することが可能となる。また、本発明の和紙立体形状物は、製造コストが抑制されるために、安価に提供することが可能となる。

１０・・・型、１１・・・型本体部、１２・・・管状部、２０・・・遮蔽部材、２１・・・開口部、３０・・・スプレーガン、５０・・・電気照明装置、５１・・・基台部、５２・・・電灯部、６０・・・型、６１・・・開口部、７０・・・型

Claims (7)

1. 和紙原料と水と粘剤とを含む紙料液を調整する紙料液調整工程と、
   前記紙料液にハイドロゲルを分散しハイドロゲル分散紙料液を調整するハイドロゲル分散紙料液調整工程と、
   前記ハイドロゲル分散紙料液を型上に堆積させる堆積工程と、
   前記型上に堆積された前記ハイドロゲル分散紙料液を乾燥し和紙立体形状物とする乾燥工程と、からなることを特徴とする和紙立体形状物の製造方法。
2. 前記乾燥工程によって得られた前記和紙立体形状物に抗菌剤を塗布する抗菌剤塗布工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の和紙立体形状物の製造方法。
3. 前記乾燥工程によって得られた前記和紙立体形状物にガラス質を塗布するガラス質塗布工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の和紙立体形状物の製造方法。
4. 前記堆積工程はハイドロゲル分散紙料液を吹き付けることによって行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法。
5. 前記型には空気の封入・排出によって、形状変更が可能なものを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法。
6. 前記型にはブロック化されたものを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の和紙立体形状物の製造方法によって製造されたことを特徴とする和紙立体形状物。

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