JPH108393A - プレス成形用紙 - Google Patents
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- JPH108393A JPH108393A JP8185464A JP18546496A JPH108393A JP H108393 A JPH108393 A JP H108393A JP 8185464 A JP8185464 A JP 8185464A JP 18546496 A JP18546496 A JP 18546496A JP H108393 A JPH108393 A JP H108393A
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Abstract
どを生ずることなく、深絞りの容器などのプレス成形品
を円滑に製造することのできるプレス成形用紙の提供、
及び該プレス成形用紙を用いてプレス成形によって成形
品を円滑に製造することのできる方法を提供すること。 【解決手段】 天然パルプ:熱可塑性重合体繊維の含有
割合が99:1〜50:50(重量比)であり、該熱可
塑性重合体繊維としてプレス成形温度において熱接着性
を有し且つ繊維伸度が20〜70%である熱可塑性重合
体繊維を用いた本発明のプレス成形用紙、および該プレ
ス成形用紙を用いるプレス成形によって上記の目的を達
成できる。
Description
プレス成形用紙を用いて加熱プレス成形を行って成形品
を製造する方法、およびそれにより得られるプレス成形
品に関する。より詳細には、本発明は、プレス成形によ
って、例えば深さが50mmにも達し且つ複雑な凹凸を
有するような深絞り成形品であっても、紙の破損を生ず
ることなく円滑に製造することのできる、天然パルプを
主原料とするプレス成形用紙、該プレス成形用紙を用い
てプレス成形によって成形品を製造する方法、およびそ
れにより得られるプレス成形品に関する。
品やその他の工業部品の包装容器などとしては、従来、
発泡ポリスチレンシートをプレス成形して製造した容
器、発泡ポリスチレンビーズをモールド成形して製造し
た容器、ポリ塩化ビニルのシートや発泡体を用いて製造
した容器などのようなプラスチック製容器が、製造の容
易性、大量生産が可能である点、経済性などの理由によ
って汎用されてきた。しかしながら、プラスチック容器
は、その使用後に焼却すると有害ガスを発生し、焼却時
に高熱を発生して焼却炉の寿命を短くし、埋め立てても
いつまでも分解されずにそのまま残留するなどの種々の
問題があり、使用済みのプラスチックの処理が近年大き
な社会問題になっている。
いた上記したような包装容器を、パルプを用いて製造す
ることが行われるようになっており、例えば、卵の包装
容器や果物用の包装容器などでは、パルプ製の容器が実
際に用いられている。しかしながら、一般に、天然パル
プの紙は延伸性が殆どないために、紙を製造してからプ
レス成形や絞り成形を行うと、破れを生じて容器を円滑
に製造することができない。そのため、紙製(天然パル
プ製)の容器を製造する場合は、目的とする容器の外形
に合致する窪みを有する網型(例えば卵の外形に合致す
る凹部を有する網型など)を作製しておき、その網型に
よってパルプを含む抄紙原料を湿式抄紙した後、乾燥し
て紙製容器を製造(成形)する方法が一般に採用されて
いる。しかし、前記の湿式成形法は紙製容器の製造に時
間および手間がかかり、極めて生産性が低く、これが紙
製容器が普及しない一因となっている。
とを目的として、網型を用いる上記した紙製容器の製造
方法に代えて、 (1) 熱可塑性樹脂の合成パルプまたはこれと天然パ
ルプからなるシートに予め二次元のしわを与えた後、熱
プレス成形して成形品を製造する方法(特開昭49−1
3265号公報); (2) 樹脂加工を施した紙材から波形紙をつくり、そ
の波形紙の波状の屈曲部を延伸させつつプレス成形を行
って包装用成形品を製造する方法(特開平5−2860
23号公報);および (3) 加湿処理した原紙を接着素材を介して複数重ね
合わせ、それに絞り皺を付与した後、プレス成形して平
皿成形品を製造する方法(特開平7−214705号公
報);が提案されている。
はポリエチレンやポリプロピレンなどの合成パルプを5
〜100%と天然パルプを95〜0%の割合で含む原料
を抄紙して得た二次元のしわを有するシートを用いて熱
プレス成形が行われている。しかし、ポリエチレンやポ
リプロピレンなどの合成パルプを用いたしわを有するシ
ートは、熱プレス成形時の延伸性が十分ではなく、深さ
が50mmに達し複雑な凹凸を有するような深絞りの成
形品を製造した場合には、成形品の角隅部などに穴や破
れを生じて、深絞りの成形品を円滑に製造することがで
きない。
紙材に波状の凹凸を形成させて加熱プレス成形時の紙材
に伸び代を付与しているが、波状の凹凸の形成だけで
は、加熱プレス成形時の紙材の延伸性が十分ではなく、
そのために実際には、加熱プレス成形時に波状の凹凸を
付与した紙材を湿潤させてその伸びを大きくしてから加
熱プレス成形を行う方法が採用されている。そのため
に、湿式抄紙後に乾燥させて得た紙材を再度湿潤させる
工程が必要であって工程的に繁雑であり、しかも加熱プ
レス成形を施す紙材が湿潤状態にあることにより加熱プ
レス成形時または加熱プレス成形後に湿潤した紙材を乾
燥する必要があり、その結果余分の熱や手間が必要であ
る。しかも、この(2)の従来法では、上記した波状の
凹凸の形成を、湿式抄紙後に乾燥して得られた紙材に対
して加熱下に行っているために、波状の凹凸の形成のた
めに余分の工程や加熱が必要である。
は、原紙をそのまま加湿処理して、または原紙の少なく
とも片面側にポリエチレンラミネート層を設けた状態で
加湿処理して、それを複数重ね合わせて絞り皺を付与し
た後、プレス成形を行うものであるために、原紙を加湿
処理するという工程が必要であって工程が複雑になる。
しかも、加湿状態にある原紙の積層体を加熱プレス成形
しているために、加熱プレス成形時またはその後に乾燥
する必要があり、工程面および熱効率の点で、生産性の
低下や、コスト高を招いている。しかも、この(3)の
従来法による場合は、その原紙部分は基本的に天然パル
プのみからなっているので、絞り皺を付与されていると
は言え、加熱プレス成形時の延伸性が充分に高いとは言
えず、深さが50mmにも達するような深絞りの成形品
を、破れを生ずることなく円滑に製造することは実際上
困難である。
は、上記した(1)〜(3)の従来技術以外にも、
(4)ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂繊維
と木材パルプとを、0:1〜1:1および1:1〜9:
1の2つの割合で混合・抄紙して2種類の合成パルプ紙
つくり、それを2層または3層に積層して加熱プレス成
形してなる紙容器(特開昭50−27878号公報);
並びに(5)縦及び横方向の伸びが1.8%以上である
紙基質と紙基質の両面に接着剤層を介して設けた無機填
料を含有する耐熱性合成抄造紙とからなる積層体をプレ
ス成形して紙製の耐熱性容器が知られている。
は、紙製容器の耐水性の向上が専ら目的とされているた
めに、プレス成形時の紙材の延伸性については全く考慮
されていない。しかもこの(4)の従来技術で用いてい
る紙材は、上記(1)の従来法と同様に、ポリエチレン
またはポリプロピレンからなる合成繊維を用いて製造さ
れているために、プレス成形時の延伸性が十分ではな
く、深さが50mmに達し複雑な凹凸を有するような深
絞りの成形品を破れなどを生ずることなく円滑に製造す
ることができない。
の製造時に有機樹脂バインダーを0〜10%の割合で用
い得ることが開示されているものの、その有機樹脂バイ
ンダーの内容については具体的には記載されておらず、
この(5)の従来技術で実際に製造されている紙基質
は、木材パルプのみからなる紙基質である。しかも、こ
の(5)の従来技術では紙基質の表面に伸びの極めて小
さい耐熱層が形成されているので積層体全体としての延
伸性が極めて小さく、したがって深さが50mmに達し
且つ複雑な凹凸を有する深絞りの成形品を破れなどを生
ずることなく円滑に製造することができない。
別に、(6)融点が約400℃程度の芳香族ポリアミド
繊維、芳香族ポリアミドイミド繊維などの耐熱性繊維、
フェノール繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維な
どの耐熱性繊維を主体繊維とし、これにバインダー繊維
を混合して抄紙したものを複数枚積層して加熱、加圧し
て一体化した成形プレス用クッション材が提案されおり
(特開平3−119198号公報)、この(6)の従来
技術には、前記バインダー繊維として芯鞘型の繊維を用
いることが記載されている。しかしながら、この(6)
の従来技術は、合成樹脂積層化粧板や電気絶縁板などの
ような平らな板状体をプレスして製造する際に、平らな
プレス板と平らな被プレス材料との間に介在させて用い
るクッション材に係るものであって、それ自体が絞りの
あるプレス成形品に用いるプレス成形用紙に係るもので
はないので、プレス成形時の延伸性については何ら考慮
されていない。その上、この(6)の従来技術では、天
然パルプは使用されておらず、かかる点からも、天然パ
ルプを用いてプレス成形によって容器などの成形品を製
造しようとする試みとはその技術内容が大きく異なって
いる。
よらずに、紙をそのままプレス成形して容器などの成形
品を製造するための提案が、上記した(1)〜(5)の
従来技術にみるように従来から色々なされているが、簡
単な工程で且つ良好な熱効率で、プレス成形時に紙の破
れなどを生ずることなく、成形品、特にその深さが50
mmにも達し且つ複雑な凹凸を有するような深絞りの成
形品を製造することのできるプレス成形用紙、およびそ
のような紙を用いるプレス成形技術は未だが実用化され
ていないのが現状である。
目的は、紙を湿潤させずに乾燥したままの状態でプレス
成形しても、例えば深さが50mmにも達し且つ複雑な
凹凸を有するような深絞りの成形品をも、紙の破損など
を生ずることなく、簡単な工程で、良好な熱効率で円滑
に製造することのできる、天然パルプを主体とするプレ
ス成形用の紙を提供することである。そして、本発明の
目的は、天然パルプを主体とする紙を用いて、紙を湿潤
させずに乾燥したままの状態でプレス成形して、深絞り
の容器などを、簡単な工程で、良好な熱効率で円滑に製
造することのできる方法を提供することである。さら
に、本発明の目的は、天然パルプを主体とする紙からな
るプレス成形による成形品を提供することである。
く、本発明者らはプレス成形に適する紙についてその素
材面からの検討、およびプレス成形技術の面から検討を
色々行ってきた。その結果、プレス成形用紙を、天然パ
ルプ、およびプレス成形温度において熱接着性を有し且
つ特定の伸度を有する熱可塑性重合体繊維を特定の割合
で用いて製造すると、それにより得られる紙はプレス成
形時に極めて良好な延伸性を有するとともに良好な強度
を有していて、乾燥状態でそのままプレス成形しても破
れが生じず、例えば深さが50mmにも達し複雑な凹凸
を有するような深絞りの成形品であっても円滑に製造で
きることを見出した。また、本発明者らは、前記の紙を
用いてプレス成形を行うに当たっては、紙を一枚のみ用
いてプレス成形を行ってもよいが、紙を2枚以上重ねた
状態でプレス成形を行って成形品をつくると、前記した
ような深絞りの成形品などが一層円滑に製造できること
を見出し、それらの知見に基づいて本発明を完成した。
性重合体繊維を含むプレス成形用紙であって、プレス成
形用紙における天然パルプ:熱可塑性重合体繊維の含有
割合が99:1〜50:50(重量比)であり、そして
前記の熱可塑性重合体繊維として、プレス成形温度にお
いて熱接着性を有し且つ繊維伸度が20〜70%である
熱可塑性重合体繊維を用いた、ことを特徴とするプレス
成形用紙である。
重合体繊維を含むプレス成形用紙であって、プレス成形
用紙における天然パルプ:熱可塑性重合体繊維の含有割
合が99:1〜50:50(重量比)であり、そして前
記の熱可塑性重合体繊維として、プレス成形温度におい
て熱接着性を有し、繊維伸度が20〜70%であり且つ
140℃に15分間保持したときの収縮率が20%以上
である熱可塑性重合体繊維を用いた、ことを特徴とする
プレス成形用紙である。
紙を用いて加熱プレス成形を行うことを特徴とする成形
品の製造方法であり、そしてそのようなプレス成形方法
の好ましい態様として、上記したプレス成形用紙を2枚
以上重ねて、重ねたプレス成形用紙同士が積層一体化す
る温度および圧力下にプレス成形を行う方法を包含す
る。 また、本発明は、前記の方法に製造されたプレス成形品
を包含する。
する。本発明のプレス成形用紙は、天然パルプおよび熱
可塑性重合体繊維から主としてなっている。その場合の
天然パルプの種類は特に制限されず、天然パルプであれ
ばいずれも使用できる。本発明のプレス成形用紙で用い
る天然パルプとしては、例えば、広葉樹木材パルプ、針
葉樹木材パルプ、エスパルトパルプ、マニラ麻パルプ、
サイザル麻パルプ、リンターパルプなどを挙げることが
できる。また、天然パルプは、マーセル化などの処理を
施してあってもよい。前記した天然パルプは単独で使用
しても、または2種以上を併用してもよい。さらに、天
然パルプは、バージンパルプであっても、使用済みの古
紙パルプであっても、またはバージンパルプと古紙パル
プを併用してもよい。古紙パルプを用いる場合は、例え
ば牛乳パック、おむつ廃材、包装紙などから得られる繊
維長の長いものが好ましく用いられる。 プレス成形時に紙の破れが一層生じにくくなる点から、
プレス成形用紙に用いる天然パルプは、その繊維長が約
1mm以上であるのが好ましく、約1.5〜6mm程度
であるのがより好ましく、2〜3mm程度であるのが更
に好ましい。
然パルプと共に用いる熱可塑性重合体繊維が、プレス成
形温度において熱接着性を有することが必要である。プ
レス成形温度において熱接着性を有していない熱可塑性
重合体繊維を用いると、それにより得られる紙は、加熱
下にプレス成形を行っても、天然パルプ間の接合、天然
パルプと熱可塑性重合体繊維との接合、熱可塑性重合体
繊維間の接合が熱可塑性重合体繊維によって行われない
ために、紙にプレス成形に耐え得る強度や延伸性を付与
できず、絞りのある成形品、特に深さが50mmに達し
且つ複雑な凹凸を有するような深絞りの成形品を、破損
などを生ずることなく円滑に製造できない。ここで、本
発明でいう「プレス成形温度において熱接着性を有し」
とは、プレス成形時の加熱温度において、熱可塑性重合
体繊維が軟化または溶融して天然パルプと接着し、また
熱可塑性重合体繊維同士が接着して紙を構成する天然パ
ルプや熱可塑性重合体繊維間に接合をもたらし、紙の延
伸性および強度を向上させることを意味する。
明のプレス成形用紙を用いる場合は、好ましくは100
〜250℃の温度でプレス成形が行われるので、本発明
のプレス成形用紙で用いる熱可塑性重合体繊維は、80
〜250℃の温度で少なくとも繊維の表面の一部または
全部が軟化または溶融するものであるのが好ましい。 また、後記するように、本発明のプレス成形用紙は通常
天然パルプと熱可塑性重合体繊維を含む製紙原料を湿式
抄紙した後乾燥することによって製造されるので、その
抄紙工程における乾燥温度(一般に100〜140℃)
で軟化して、天然パルプと接着し得るものであるのがよ
り好ましい。
然パルプと共に用いる熱可塑性重合体繊維の伸度が20
〜70%であることが必要であり、30〜60%である
ことが好ましい。繊維伸度が20〜70%の範囲から外
れる熱可塑性重合体繊維を用いると、プレス成形用紙に
プレス成形に耐え得る充分な延伸性と強度が付与され
ず、プレス成形時に紙が破損して成形品、特に深絞りの
成形品を円滑に製造することができない。特に、熱可塑
性重合体繊維の繊維伸度が20%未満であると成形品の
角隅部などに破れが生じ易くなり、一方繊維伸度が70
%を超えるとプレス成形用紙に強度が付与されず、いず
れにしてもプレス成形が円滑に行われなくなる。なお、
本明細書でいう熱可塑性重合体繊維の繊維伸度とは、J
IS−L−1015により測定したものをいう。
可塑性重合体繊維は、「140℃に15分間保持したと
きの収縮率[以下これを「収縮率(140℃/15
分)」という]が20%以上である」という要件を更に
備えているのが、プレス成形性に優れるプレス成形用紙
が得られる点から好ましく、収縮率(140℃/15
分)が50〜90%であるのがより好ましい。ここで、
本明細書でいう熱可塑性重合体繊維の「収縮率(140
℃/15分)」とは、熱可塑性重合体繊維を0.05m
g/dの荷重下に140℃に15分加熱保持した時の加
熱前の繊維長に対する収縮率をいう。
塑性重合体繊維として、繊維伸度が20〜70%である
という上記した要件を満足する熱可塑性重合体製の繊維
であればいずれも使用でき、繊維を形成する熱可塑性重
合体の種類、繊維の形状や複合の有無などは特に制限さ
れない。熱可塑性重合体繊維は、その横断面の形状が円
形、異形、中空形などのいずれであってもよい。また、
熱可塑性重合体繊維は、1種類の熱可塑性重合体のみか
らなる繊維であっても、或いは2種以上の熱可塑性重合
体を複合または混合した複合繊維または混合繊維であっ
てもよく、複合繊維の場合は芯鞘型複合繊維であって
も、海島型複合繊維であっても、サイドバイサイド型複
合繊維であってもよい。
熱可塑性重合体繊維が、プレス成形時の温度で軟化また
は溶融する低融点の熱可塑性重合体よりなる鞘部とプレ
ス成形時の温度で軟化または溶融しない高融点の熱可塑
性重合体よりなる芯部とからなる芯鞘型複合繊維である
と、低融点の鞘部がプレス成形時の熱によって軟化また
は溶融して天然パルプ間の接合、天然パルプと熱可塑性
重合体繊維との接合、熱可塑性重合体繊維間の接合をも
たらしてプレス成形用紙に深絞りなどにも耐え得る高い
延伸性や強度が付与されると共に、プレス成形時の熱で
軟化または溶融しない高融点の芯部が繊維強度を保って
プレス成形用紙に一層高い強度および腰が付与され、そ
れによってプレス成形性に一層優れるプレス成形用紙を
得ることができるので好ましい。その場合に芯鞘型複合
繊維における鞘部:芯部との割合は、重量比で、一般に
30:70〜70:30程度にしておくのが、プレス成
形性により優れるプレス成形用紙を得る上から好まし
く、40:60〜60:40にしておくのがより好まし
い。
れる熱可塑性重合体繊維としては、例えば、ポリエチレ
ンテレフタレート繊維;ポリブチレンテレフタレート繊
維;変性ポリエチレンテレフタレート繊維;変性ポリブ
チレンテレフタレート繊維;変性ポリプロピレン繊維;
並びに変性ポリエチレンテレフタレート、変性ポリブチ
レンテレフタレート、ポリエチレンおよび変性ポリプロ
ピレンの少なくとも1種からなる鞘部とポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロ
ピレンおよびポリアミドの少なくとも1種からなる芯部
とからなる芯鞘型複合繊維などを挙げることができ、こ
れらの熱可塑性繊維は単独で使用しても、または2種以
上を併用してもよい。特に、熱可塑性重合体繊維が、非
晶質の熱可塑性重合体からなる繊維であると、その適用
範囲が広いために、プレス成形時に金型の温度に差が生
じても所望の成形品を円滑に得ることができるので、好
ましい。
レフタレート」とは、主たる構造単位であるエチレング
リコール単位およびテレフタル酸単位と共に、イソフタ
ル酸単位、フタル酸単位、2,3−ナフタリンジカルボ
ン酸単位、5−アルカリ金属スルホイソフタル酸単位な
どの芳香族ジカルボン酸単位、アジピン酸単位、アゼラ
イン酸単位、セバシン酸単位などの脂肪族ジカルボン酸
単位;ジエチレングリコール単位、プロピレングリコー
ル単位、1,4−ブタンジオール単位などのジオール単
位などを少量(通常25モル%以下)で含むエチレンテ
レフタレート系重合体をいい、そのうちでも特に非晶質
のエチレンテレフタレート系重合体が好ましい。また、
上記でいう「変性ポリブチレンテレフタレート」とは、
主たる構造単位である1,4−ブタンジオール単位およ
びテレフタル酸単位と共に、イソフタル酸単位、フタル
酸単位、2,3−ナフタリンジカルボン酸単位、5−ア
ルカリ金属スルホイソフタル酸単位などの芳香族ジカル
ボン酸単位、アジピン酸単位、アゼライン酸単位、セバ
シン酸単位などの脂肪族ジカルボン酸単位;エチレング
リコール単位、ジエチレングリコール単位、プロピレン
グリコール単位などのジオール単位などを少量(通常2
5モル%以下)で含んでいるブチレンテレフタレート系
重合体をいい、そのうちでも特に非晶質のブチレンテレ
フタレート系重合体が好ましい。また、「変性ポリプロ
ピレン」とは、主たる構造単位であるプロピレン単位と
ともにエチレン単位や不飽和カルボン酸単位(例えばマ
レイン酸単位など)を少量(通常30モル%以下)で含
むプロピレン系重合体をいい、非晶質のものが好まし
い。
した熱可塑性重合体繊維のうちでも、全酸成分に対して
イソフタル酸単位を20〜60モル%の割合で含む変性
ポリエチレンテレフタレートを繊維横断面周率で40%
以上の割合で含む非結質共重合ポリエステルからなる繊
維、特にそのような非晶質ポリエステル共重合体からな
る鞘部とポリエチレンテレフタレートからなる芯部を有
する芯鞘型複合繊維を用いると、プレス成形時における
繊維間の接着、繊維と天然パルプ間の接着が良好に行わ
れて、プレス成形を極めて円滑に行うことができ、例え
ば深さが50mm以上でしかも複雑な凹凸を有するよう
な深絞りの成形品であっても容易に製造できる。
重合体繊維としては、例えば、 (i) テレフタル酸単位を40モル%以上、イソフタ
ル酸単位を20〜60モル%、およびエチレングリコー
ル単位を75モル%以上有する共重合体ポリエステルで
あって; (ii) テレフタル酸単位およびイソフタル酸単位以外
の芳香族共重合単位と、エチレングリコール単位以外の
脂肪族および/または脂環族共重合単位との合計割合
が、上記共重合ポリエステルにおける全酸成分単位に対
して0〜25モル%であり; (iii) エチレングリコール単位以外の脂肪族および
/または脂環族共重合単位の割合が、該単位原料を[C
OOH]および/または[OH]型とした場合に上記共
重合ポリエステルの重量に基づいて25重量%以下であ
り;そして、 (iv) 下記の数式〜;
の共重合ポリエステルの溶融粘度(ポイズ)、[η]は共重
合ポリエステルの固有粘度(dl/g)を示す]を満足す
る溶融粘度η0および固有粘度[η]を有する;非結晶性
共重合ポリエステル成分が繊維横断面周率で40%以上
を占めている共重合ポリエステル繊維を挙げることがで
きる。そして、上記した共重合ポリエステル繊維の詳細
については、特開昭58−136828号公報に記載さ
れているとおりである。
で挙げた熱可塑性重合体繊維は、上記したような熱可塑
性重合体を用いて常法によって溶融紡糸することにより
得ることができるが、通常の溶融紡糸条件などによって
は熱可塑性重合体繊維の繊維伸度が上記した本発明の範
囲を満たさない場合には、溶融紡糸時の紡糸条件、延伸
条件、熱処理条件などを変化させたり、調節することに
よって、繊維伸度を20〜70%の範囲にすることがで
き、また必要な場合はその収縮率(140℃/15分)
を20%以上にすることができる。
では、プレス成形用紙に用いる上記した熱可塑性重合体
繊維の引張強度が3g/d以上であるのが好ましく、4
g/d以上であるのがより好ましく、その場合には、深
絞りのプレス成形などにも充分に耐え得るプレス成形に
一層優れるプレス成形用紙を得ることができる。
可塑性重合体繊維と共に用いられる天然パルプの単繊維
繊度が通常0.5〜30デニール程度であることから、
天然パルプとのバランスをよくして抄紙時に天然パルプ
と熱可塑性重合体繊維とが均一に分散するようにするた
めに、またプレス成形用紙に強度を付与したり、プレス
成形時の接着作用を良好にするために、熱可塑性重合体
繊維の単繊維繊度が0.5〜5.0デニール程度である
のが好ましく、1.0〜3.0デニール程度であるのが
より好ましい。熱可塑性重合体繊維の単繊維繊度が0.
5デニール未満であると、特にプレス成形用紙の強度が
低下してプレス成形時に破れなどを生じ易くなり、一方
5.0デニールを超えると熱可塑性重合体繊維の接着剤
としての機能が低下して天然パルプの接合が行われなく
なり、プレス成形に適する延伸性および強度を有する紙
が得られにくくなる。
時に天然パルプと熱可塑性重合体繊維とが均一に分散す
るようにしたり、得られるプレス成形用紙に良好な延伸
性や強度を付与するために、熱可塑性重合体繊維として
繊維長が約1〜20mmのものを用いるのが好ましく、
約2〜7mmのものを用いるのがより好ましい。熱可塑
性重合体繊維の繊維長が1mm未満であると、プレス成
形に耐え得る延伸性や強度を有するプレス成形用紙が得
られにくくなり、一方20mmを超えると抄紙の分散性
が不良になって熱可塑性重合体繊維が均一に分散した紙
が得られにくくなり、紙の品質が不均一になり易い。
した天然パルプと上記した熱可塑性重合体繊維を、天然
パルプ:熱可塑性重合体繊維=99:1〜50:50
(重量比)の割合で含むことが必要であり、97:3〜
70:30(重量比)で含むことが好ましい。天然パル
プと熱可塑性重合体繊維の合計重量に基づいて、熱可塑
性重合体繊維の割合が1重量%未満であると、熱可塑性
重合体繊維による接着機能が付与されず、延伸性および
強度に優れる紙が得られなくなって、プレス成形時に破
れを生じ、特に深さが50mmにも達するような深絞り
の成形品を得られなくなる。一方、天然パルプと熱可塑
性重合体繊維の合計重量に基づいて、熱可塑性重合体繊
維の割合が50重量%を超えると、プレス成形時に紙の
収縮率が大きくなり過ぎて、得られるプレス成形品の形
態が不安定となり易く、しかも出来るだけポリマーの使
用量の少ない紙製の容器などを製造しようとする本発明
の目的に合致しなくなる。特に、本発明のプレス成形用
紙において、熱可塑性重合体繊維の含有割合を、天然パ
ルプと熱可塑性重合体繊維の合計重量に基づいて1〜7
重量%程度の少量にした場合には、本発明のプレス成形
用紙から製造された容器などの成形品を、その使用後に
回収して水中などに入れて撹拌すると天然パルプが簡単
に回収できるので、それを再度使用することができる。
繊維を上記した割合で含む本発明のプレス成形用紙はそ
れ自体でプレス成形時に良好な延伸性および強度などを
有していて、深絞りの成形品などをも円滑に製造するこ
とができる。しかしながら、場合によっては、微細や皺
(クレープ)や、波形やその他の凹凸を付与してあって
もよく、その場合にはプレス成形時における紙の延伸性
を一層良好なものとすることができる。その際に、クレ
ープや波形等の凹凸の付与は、抄紙時の湿潤状態で行っ
てもまたは乾燥後に行ってもよい。また、クレープや波
形等の凹凸の付与は紙の長さ方向と平行な方向、紙の長
さ方向に対して直角の方向(幅方向)、紙の長さ方向に
対して斜めの方向、前記の方向を組み合わせたものなど
のいずであってもよく、製造を目的とするプレス成形品
の形状や構造などに応じて決めればよい。
た天然パルプおよび熱可塑性重合体繊維と共に、本発明
の目的の妨げにならない範囲で、必要に応じて、紙にお
いて通常用いられている紙力増強剤、湿潤強度増強剤、
撥水剤、耐水化剤などの添加剤、上記した熱可塑性重合
体繊維以外の繊維などを含有していてもよい。また、必
要に応じて加熱プレス成形の妨げにならない範囲でプレ
ス成形用紙の表面にラミネートなどの処理を施しておい
てもよい。
製造時の工程性、紙のプレス成形性、プレス成形時の取
り扱い性などの点から、一枚の紙の目付けを10〜40
0g/m2程度にしておくのが好ましく、30〜400
g/m2にしておくのがより好ましく、50〜200g
/m2にしておくのがより好ましい。また、本発明のプ
レス成形用紙では、プレス成形用紙のプレス成形性を一
層良好なものにする点から、紙の縦方向の伸度および横
方向の伸度の少なくとも一方をを20%以上にしておく
のが好ましい。さらに、本発明のプレス成形用紙では、
紙の縦方向および横方向の少なくとも一方の引張強度を
1.5Kgf以上としておくのが好ましく、2Kgf以
上にしておくのがより好ましい。また、本発明のプレス
成形用紙の寸法は特に制限されず、目的とするプレス成
形品の製造に適したサイズにしておけばよい。
などは特に制限されず、天然パルプを用いる従来既知の
抄紙方法や抄紙条件などを採用して製造することができ
る。限定されるものではないが、本発明のプレス成形用
紙は、例えば、パルパー、ビーター、リファイナー等を
用いて製紙原料を離解して天然パルプと熱可塑性重合体
繊維を含むスラリーを調製し、このスラリー用いて、円
網、短網、長網などの各種の抄紙用の網の1種または2
種以上を使用して湿式抄造を行って湿紙を形成し、それ
をヤンキードライヤー、多筒式ドライヤーなどの乾燥機
で乾燥を用いて一般に100〜140℃の温度で乾燥し
て、巻き取ることにより製造することができる。その際
に、本発明のプレス成形用紙に上記したクレープや波形
等の凹凸を付与しておく場合には、湿紙の段階や乾燥後
に適当な方法(例えば湿紙を乾燥する際の乾燥機への導
入速度を乾燥機からの取り出し速度よりも速くしたり、
波形のエンボスロールなどを用いる方法)で凹凸を付与
すればよい。
形を行うに当たっては、成形品の種類などに応じて、1
枚のプレス成形用紙を用いてそのままプレス成形を行っ
てもまたは2枚以上のプレス成形用紙を重ねてプレス成
形を行ってもよい。そのうちでも、1枚のプレス成形用
紙の目付けを上記した10〜400g/m2の範囲内で
出来るだけ薄くしておいて、それを2枚以上、好ましく
は3〜40枚程度重ねて、加熱下に、プレス成形すると
同時に重ねた紙同士を接合一体化するようにしてプレス
成形を行うと、プレス成形時にそれぞれの紙が良好に延
伸しながら成形・接合・積層一体化されて、深絞りの成
形品、例えば深さが50mmに達するような深絞りの成
形品であっても、その角隅部などに破れなどを生ずるこ
となく、極めて円滑に製造することができるので特に好
ましい。
れず、例えば従来のプレス成形で用いられているのと同
様に、雄型と雌型とからなるプレス成形金型が用いられ
得る。また、プレス成形時の温度は、天然パルプの劣化
防止、熱効率、プレス成形性、プレス成形用紙の延伸性
や強度を良好に保ちながらプレス成形を行うなどの点か
ら100〜250℃の温度であるのが好ましく、110
〜180℃の温度であるのが好ましい。その際の加熱方
法としては、プレス成形用紙を予め加熱しておかずにプ
レス成形金型のみを加熱しておいても、プレス成形用紙
を予め加熱しておくと共にプレス成形金型の両方を加熱
しておいても、また場合によってはプレス成形用紙のみ
を予め加熱しておいて、それを加熱していないプレス成
形金型でプレスするようにしてもよい。そのうちでも、
プレス成形金型のみを加熱する方法が工程性の点から好
ましい。加熱方式は特に制限されず、例えば、電気ヒー
タによる加熱方式、熱風加熱方式、蒸気加熱方式、加熱
オイル循環方式、それらの方式の併用などを採用できる
が、電気加熱が簡易性の点から好ましい。
で用いている熱可塑性重合体繊維の種類や量、目的とす
る成形品のサイズ、厚さ、重ね合わせるプレス成形用紙
の枚数、成形品の用途などに応じて調節できるが、一般
に、5〜500kg/cm2 程度のプレス圧力とするの
が、紙に破損などを生ずることなく成形品を製造するこ
とができるので好ましく、10〜300kg/cm2の
プレス圧力がより好ましく、20〜200kg/cm2
のプレス圧力がさらに好ましい。また、プレス成形時間
も、目的とする成形品のサイズ、厚さ、重ね合わせるプ
レス成形用紙の枚数、プレス成形用紙で用いている熱可
塑性重合体繊維の種類や量などに応じて調節し得るが、
一般に、上記した温度で上記したプレス圧力で行う場合
や、プレス時間を約2〜20秒程度にしておくのが好ま
しい。
状、構造、大きさ、厚さなどは特に制限されず、成形品
の用途や使用目的などに応じて適宜決めることができ
る。一般に、本発明のプレス成形品の容器壁の厚さが約
0.5〜1.5mmになるようにして、上記した本発明
のプレス成形用紙を所要枚数重ねてプレス成形を行う
と、良好な形状保持性、高い強度、緩衝性などを有する
高品質の成形品が得られる。
やその他の工業部品の包装容器、緩衝用容器、トレーや
樽、その他の各種食品包装用容器、紙皿、紙コップなど
として、従来の発泡ポリスチレンシートのプレス成形、
発泡ポリスチレンビーズを用いたモールド成形などによ
る成形品、ポリ塩化ビニルシートや発泡体を用いた成形
品などのプラスチック製の成形品に代わりに、有効に使
用することができる。
体的に説明するが、本発明はそれにより何ら限定されな
い。以下の例において、熱可塑性重合体繊維の繊維伸
度、収縮率(140℃/15分)、引張強度、弾性率は
次のようにして求めた。
L−1075に準じて測定した。
15℃):短繊維に切断する前の複数本の熱可塑性重合
体繊維(フィラメント)から長さ450mmの試料をラ
ンダムに採取し、その各々の試料に0.05mg/dの
荷重をかけて、温度140℃の雰囲気中に15分放置し
て加熱した後に取り出して、それぞれの使用の加熱後の
長さ(L15)(mm)を測定し、下記の数式により熱可
塑性重合体繊維の収縮率(140℃/15分)を求め、
10本の試料の平均値を採った。
={(L0−L15)/L0}×100 [式中、L0=加熱する前の試料の長さ(450m
m)、L15=140℃で15分間加熱した後の試料の長
さ(mm)]
L−1075に準じて測定した。
変性ポリエチレンテレフタレートを鞘部として、またポ
リエチレンテレフタレートを芯部として、鞘部:芯部=
50:50重量比になるようにして芯鞘型複合繊維を製
造した。その結果、得られた芯鞘型複合繊維は、その鞘
部は融点をもたないが110℃で軟化する、単繊維繊度
が2デニール、繊維伸度が35%、収縮率(140℃/
15分)が82%および引張強度が4.5g/dの芯鞘
型複合繊維であった。この芯鞘型複合繊維を繊維長5m
mに切断した。 (2) 上記(1)で得られた繊維長5mmの芯鞘型複
合繊維5重量部と、おむつ廃材から抽出した古紙パルプ
(平均繊維長2.5mm)95重量部を用い、これに水
を加えてパルパーにて混合して、古紙パルプおよび芯鞘
型複合繊維の合計濃度が0.5重量%である抄紙原液を
調製した後、この抄紙原液を用いて長網抄紙機にて湿式
抄造して湿紙をつくり、プレスロールに取り付けたドク
ターでクレープをつけ、その後ヤンキードライヤー、次
に多筒式ドライヤーに通し、その間も前記の2種のドラ
イヤーにおける乾燥温度を110℃の範囲に保って乾燥
して、目付け200g/m2のクレープを有するプレス
成形用紙を製造した。 (3) 上記(2)で得られたプレス成形用紙を6枚重
ねて、雄型および雌型の温度がいずれも150℃である
加熱プレス装置を用いて、100kg/cm2のプレス
圧力下に3秒間熱プレス成形を行って、その内径が縦×
横×深さ=50mm×30mm×20mmである直方体
形状の凹部を有するプレス成形品を製造した。その結果
得られたプレス成形品は、壁部分の平均厚さが0.9m
mであり、その底部の4つの角隅部やその他の箇所に全
く破れが生じておらず、また4つの角隅部は薄くなって
おらず、良好な仕上がりであった。
変性ポリエチレンテレフタレートを鞘部として、またポ
リエチレンテレフタレートを芯部として、鞘部:芯部=
50:50重量比になるようにして芯鞘型複合繊維を製
造した。その結果、得られた芯鞘型複合繊維は、その鞘
部は融点をもたないが110℃で軟化する、単繊維繊度
が2デニール、繊維伸度が50%、収縮率(140℃/
15分)が50%および引張強度が4.0g/dの芯鞘
型複合繊維であった。この芯鞘型複合繊維を繊維長5m
mに切断した。 (2) 上記(1)で得られた繊維長5mmの芯鞘型複
合繊維3重量部と、おむつ廃材から抽出した古紙パルプ
(平均繊維長2.5mm)97重量部を用いて、実施例
1の(2)と同様にして目付け100g/m2のクレー
プを有するプレス成形用紙を製造し、それを用いて実施
例1の(3)と同様にしてプレス成形を行った。その結
果、得られたプレス成形品は、その底部の4つの角隅部
やその他の箇所に全く破れが生じておらず、しかも4つ
の角隅部は薄くなっておらず、良好な仕上がりであっ
た。
ポリプロピレンを鞘部として、またポリプロピレンを芯
部として、鞘部:芯部=50:50重量比になるように
して芯鞘型複合繊維を製造した。その結果、得られた芯
鞘型複合繊維は、その鞘部の融点が140℃である、単
繊維繊度が2デニール、繊維伸度が48%、収縮率(1
40℃/15分)が29%および引張強度が6.5g/
dの芯鞘型複合繊維であった。この芯鞘型複合繊維を繊
維長5mmに切断した。 (2) 上記(1)で得られた繊維長5mmの芯鞘型複
合繊維5重量部と、おむつ廃材から抽出した古紙パルプ
(平均繊維長2.5mm)95重量部を用いて、実施例
1の(2)と同様にして目付け100g/m2のクレー
プを有するプレス成形用紙を製造し、それを用いて実施
例1の(3)と同様にしてプレス成形を行った。その結
果、壁部分の平均厚さが0.9mmのプレス成形品が得
られ、その底部の4つの角隅部やその他の箇所に全く破
れが生じておらず、しかも4つの角隅部は薄くなってお
らず、良好な仕上がりであった。
0℃、単繊維繊度が2デニール、繊維伸度が49%、収
縮率(140℃/15分)が12%および引張強度が
4.4g/dのポリプロピレン繊維を得た。このポリプ
ロピレン繊維を繊維長5mmに切断した。 (2) 上記(1)で得られた繊維長5mmのポリプロ
ピレン繊維5重量部と、おむつ廃材から抽出した古紙パ
ルプ(平均繊維長2.5mm)95重量部を用いて、実
施例1の(2)と同様にして目付け100g/m2のク
レープを有するプレス成形用紙を製造し、それを用いて
実施例1の(3)と同様にしてプレス成形を行った。そ
の結果、壁部分の平均厚さが0.9mmのプレス成形品
が得られた。その底部の4つの角隅部は破れが生じてお
らずほぼ良好であったが、2つの角隅部は多少薄くなっ
ていた。
て、軟化点が約90℃、単繊維繊度が2デニール、繊維
伸度が257%、収縮率(140℃/15分)が60%
および引張強度が1.7g/dのポリエチレンテレフタ
レート繊維を得た。このポリエチレンテレフタレート繊
維を繊維長5mmに切断した。 (2) 上記(1)で得られた繊維長5mmのポリエチ
レンテレフタレート繊維5重量部と、おむつ廃材から抽
出した古紙パルプ(平均繊維長2.5mm)95重量部
を用いて、実施例1の(2)と同様にして目付け100
g/m2のクレープを有するプレス成形用紙を製造し、
それを用いて実施例1の(3)と同様にしてプレス成形
を行った。その結果、プレス成形品の底部の4つの角隅
部のうちの2カ所に破れが生じており、不良な仕上がり
であった。
は、プレス成形時に紙の破損などを生ずることなく、所
望の形状および寸法のプレス成形品を極めて円滑に製造
することができ、特に、従来紙のプレス成形では不可能
であった深さが50mmにも達すし複雑な凹凸を有する
ような深絞りのプレス成形品をも円滑に製造することが
できる。特に、本発明のプレス成形用紙を複数枚重ねた
状態で加熱プレス成形を行う場合は、上記したような深
絞りの成形品を、紙の破損など生ずることなく、極めて
円滑に製造することができる。そして、本発明のプレス
成形用紙を用いる場合は、紙をプレス成形前やプレス成
形時に湿潤することなく乾燥した状態でそのままプレス
成形を行うことができるので、プレス成形の工程が極め
て簡単であり、しかも湿潤した紙を乾燥する必要がない
ので、熱効率の点でも有利である。本発明により得られ
るプレス成形品は良好な強度、緩衝作用を有しているの
で、電気・電子部品の包装容器、その他の工業用部品の
包装容器、各種食品の包装容器、紙コップ、紙皿などの
種々の用途に有効に使用することができる。本発明の包
装容器などのプレス成形品は、従来のプラスチック製包
装容器に比べて、プラスチックの使用割合が大幅に低減
されているので、使用済みプラスチックにおいて問題と
なっている種々の弊害を低減したり、解消することがで
きる。
Claims (12)
- 【請求項1】 天然パルプと熱可塑性重合体繊維を含む
プレス成形用紙であって、プレス成形用紙における天然
パルプ:熱可塑性重合体繊維の含有割合が99:1〜5
0:50(重量比)であり、そして前記の熱可塑性重合
体繊維として、プレス成形温度において熱接着性を有し
且つ繊維伸度が20〜70%である熱可塑性重合体繊維
を用いた、ことを特徴とするプレス成形用紙。 - 【請求項2】 天然パルプと熱可塑性重合体繊維を含む
プレス成形用紙であって、プレス成形用紙における天然
パルプ:熱可塑性重合体繊維の含有割合が99:1〜5
0:50(重量比)であり、そして前記の熱可塑性重合
体繊維として、プレス成形温度において熱接着性を有
し、繊維伸度が20〜70%であり且つ140℃に15
分間保持したときの収縮率が20%以上である熱可塑性
重合体繊維を用いたことを特徴とするプレス成形用紙。 - 【請求項3】 熱可塑性重合体繊維が、その表面の少な
くとも一部が抄紙温度で軟化する熱可塑性重合体繊維で
ある請求項1または2のプレス成形用紙。 - 【請求項4】 熱可塑性重合体繊維が、その表面の少な
くとも一部が、プレス成形時の温度で軟化または溶融す
る熱可塑性重合体繊維である請求項1〜3のいずれか1
項のプレス成形用紙。 - 【請求項5】 熱可塑性重合体繊維における表面部分の
軟化点または融点が80〜250℃である請求項1〜4
のいずれか1項のプレス成形用紙。 - 【請求項6】 熱可塑性重合体繊維が、プレス成形時の
温度で軟化または溶融する低融点の熱可塑性重合体より
なる鞘部と、プレス成形時の温度で軟化または溶融しな
い高融点の熱可塑性重合体よりなる芯部とからなる芯鞘
型複合繊維である請求項1〜5のいずれか1項のプレス
成形用紙。 - 【請求項7】 熱可塑性重合体繊維が、ポリエチレンテ
レフタレート繊維;ポリブチレンテレフタレート繊維;
変性ポリエチレンテレフタレート繊維;変性ポリブチレ
ンテレフタレート繊維;変性ポリプロピレン繊維;並び
に変性ポリエチレンテレフタレート、変性ポリブチレン
テレフタレート、ポリエチレンおよび変性ポリプロピレ
ンの少なくとも1種からなる鞘部とポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレ
ンおよびポリアミドの少なくとも1種からなる芯部とか
らなる芯鞘型複合繊維から選ばれる少なくとも1種の熱
可塑性重合体繊維である請求項6のプレス成形用紙。 - 【請求項8】 熱可塑性重合体繊維が、 (i) テレフタル酸単位を40モル%以上、イソフタ
ル酸単位を20〜60モル%、およびエチレングリコー
ル単位を75モル%以上有する共重合体ポリエステルで
あって; (ii) テレフタル酸単位およびイソフタル酸単位以外
の芳香族共重合単位と、エチレングリコール単位以外の
脂肪族および/または脂環族共重合単位との合計割合
が、上記共重合ポリエステルにおける全酸成分単位に対
して0〜25モル%であり; (iii) エチレングリコール単位以外の脂肪族および
/または脂環族共重合単位の割合が、該単位原料を[C
OOH]および/または[OH]型とした場合に上記共
重合ポリエステルの重量に基づいて25重量%以下であ
り;そして、 (iv) 下記の数式〜; 【数1】 2.83≦logη0≦6.10 5.0(1+log[η])+0.30≦logη0≦5.0(1+log[η])+1.30 0.45≦1+log[η]≦1.0 [上記式中、η0は160℃におけるゼロ剪断応力下で
の共重合ポリエステルの溶融粘度(ポイズ)、[η]は共重
合ポリエステルの固有粘度(dl/g)を示す]を満足す
る溶融粘度η0および固有粘度[η]を有する;非結晶性
共重合ポリエステル成分が繊維横断面周率で40%以上
を占めている共重合ポリエステル繊維である、請求項7
のプレス成形用紙。 - 【請求項9】 目付けが10〜400g/m2である請
求項1〜8のいずれか1項のプレス成形用紙。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項のプレス
成形用紙を用いて熱プレス成形を行うことを特徴とする
成形品の製造方法。 - 【請求項11】 請求項1〜9のいずれか1項のプレス
成形用紙を2枚以上重ねて、重ねたプレス成形用紙同士
が積層一体化する温度および圧力下に熱プレス成形を行
うことを特徴とする成形品の製造方法。 - 【請求項12】 請求項10または11の方法により製
造されたプレス成形品。
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