紙製品から構造体を形成する方法と形成された構造体
高強度構造体を形成するのに用い得る紙構造体であって、粉末繊維紙製品を用いる。粉末繊維紙製品は、生分解性プラスチック基材と粉末繊維表面被覆材により形成される。粉末繊維表面被覆材は生分解プラスチック基材の少なくとも一面上に形成される。紙構造体は、上層シートと中間層シートと下層シートとを有しこれらは粉末繊維紙からなる。中間層シートには複数の突起があり、突起は正方形の底面と正三角形の側面を有するピラミッド状をなす。複数のピラミッド状の突起は連続しており、上層シートと下層シートの間に延びる。4個の底辺エッジは下層シートに接合され、ピラミッド状の突起の頂上は上層シートに接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙製品から構造物を形成する方法に関する。紙製品は農林物粉末繊維及び・或いは再生紙粉末繊維を含む。
【背景技術】
【０００２】
農林物及び・或いは再生紙から得られた粉末繊維を使う紙製品は２００４‐５０４１７６号公報及び米国特許出願公開第２００４−００４０６８０号公報に開示されている。ここに言う紙製品は生分解プラスチック基材とその表層に粉末繊維が被覆する紙製品である。粉末繊維表層被覆材は農林物及び・或いは再生紙製品を含む。
【０００３】
当該公報に記載されているように、この紙製品は農林物及び・或いは再生紙製品である。粉末繊維材は繊維質に由来するがここではいわゆる“糸状繊維”ではなく材料繊維は機械的にも摩擦的にも絡みあわない。種々の態様において、粉末繊維材は植物性接着液の使用により生分解プラスチックに付着している。植物性接着液は粉末繊維材を基材に適用する前に使ってもよいし後でもよい。また、生分解プラスチック基材に適用する前に植物性粉末繊維材と混ぜてもよい。
【０００４】
特に、農林物素材及び・或いは再生紙製品は、繊維性ではなく水や植物性接着液を吸水する吸水度を基準にして選考される。対照的に、従来工法の紙製品は木材、綿、麻、亜麻（フラックス）などの植物性繊維を使って形成される。そのような従来工法の紙製品はウェブ又はフェルトを形成する。そして、個々の繊維の持つ内部引っ張り強度やウェブ又はフェルト中の種々の繊維間の摩擦的機械的相互作用から強度を得る。特に、従来紙の引っ張り強度は繊維の方向性によるところが大きい。
【０００５】
このタイプの紙製品は製造工程で少なくとも一定の耐水性や耐油性を持たせることができる。このタイプの紙は、空気や水分の浸透性を遮断するように製造することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した公報記載による紙製品は、幾多の理由により梱包用の箱などに使うことが難しい。例えば、段ボール箱などに使われる従来の繊維紙に比べると、この粉末繊維の紙製品は従来の繊維質で出来た紙製品の持つ引っ張り強度に頼ることが出来ないので横方向の応力に耐えることが出来ない。
【０００７】
また、上述した公報記載による粉末繊維の紙製品は、その製法次第で、柔軟にも相当堅固にも出来る。特に、種々の態様において、粉末繊維材が生分解プラスチック基材に野菜粘着液のような植物性糊接着材で接着すると、熱を使わなければ植物性糊接着剤が乾いたあとでも柔軟でしなやかになる。対照的に、粉末繊維材が適用された後粉末繊維紙に熱を工程中の一部作業としてかけると粉末繊維紙製品の強度、堅固さ、及び・或いは硬度は格段に増加する。
【０００８】
本発明は粉末繊維紙製品シートを立方体の製品或いは構造物に形成するシステムと方法を提供する。
【０００９】
また本発明は、粉末繊維シートを立方体の構造物に形成するための、そして、そのシートの上部と底部をほかの複数のシートにつけ加えるためのシステムと方法を提供する。
【００１０】
また本発明は、粉末繊維紙シートを立体的に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１１】
また本発明は、粉末繊維紙をピラミッド型立方体の構造物に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１２】
また本発明は、粉末繊維紙シートを形成するためのシステムと方法を提供する。
【００１３】
また本発明は、粉末繊維紙シートを立法形に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１４】
また本発明は、粉末繊維紙シートの上部と底部そして粉末繊維紙の立法形シートを中間層に持つ紙構造体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のシステムと方法による種々の実施の形態によれば、粉末繊維紙シートは農林物材料及び・或いは再生紙材料を生分解プラスチック基材の少なくとも片面に接着又は付着され形成される。種々の実施の形態によれば、粉末繊維材は生分解プラスチック基材の両側に接着又は付着され形成される。種々の実施の形態によれば、粉末繊維材は水など霧状ミストを生分解プラスチック基材にスプレイすることにより生分解プラスチック基材の適応表面に接着又は付着する。従って、粉末繊維材は生分解基材の湿った表面にスプレイされる。その後、生分解基材に粉末繊維材を接着又は付着するために適当な熱が加えられる。種々の実施の形態において、霧状ミストに水を使う代わりに植物性液体を使うこともできる。種々の形態において、植物性液体は粘り気のあるべたべたした植物性液体である。種々の形態において、植物性液体は植物性粘液（ベジタブルスライム）である。
【００１６】
種々の実施の形態において、粉末繊維紙製品は生分解プラスチックの繊維が混ざり、農林物材料及び・或いは再生紙材料から得られる粉末をミックスして形成される。種々の実施の形態において、粉末繊維紙を形成するために混合物は型に広げられ乾燥される。種々の形態において、型は粉末繊維紙のシートに立体状の形を提供する。種々の形態において、型又はモールドは凹凸状を呈し、そこから成形される粉末紙材シートには突起物がある。突起物はピラミッド型をしていてもよい。
【００１７】
種々の実施の形態において、立方体構造を持つ紙構体又は紙製品は粉末紙の複数シートから形成される。種々の形態において、中間シートは突起物をプレスして形状するか凹凸に成形する。従って、突起物の先端は接着、糊付けなどにより粉末紙の一枚目のシートに付着している。突起物の底辺の淵の部分は粉末紙の二枚目のシートに付着している。
【００１８】
種々の実施の形態において、一枚目の成形済みシートはピラミッド型の底辺部の四辺が粉末紙の一枚目シートに付着する。二枚目の成形されたシートは底辺部の四辺が粉末紙の二枚目のシートに付着する。その後は、二層の組み合わせは一枚目と二枚目の成形紙を互いに二枚目シートが一枚目シートの間に組み合わさるように置いて行う。二層の間にある種の接着材を用いる。すると、接着材が四枚のシートをしっかりと固定する。
【００１９】
種々の実施の形態において、凹凸形状はピラミッド型である。種々の実施の形態において、ピラミッド型凹凸形状に二次的くぼみがある。同じように、種々の形態において、二次的くぼみはピラミッド型凹凸形状に加えて・或いはその代わりに先端近くにあってもよいし、ピラミッド型凹凸形状の底辺付近にあってもよい。
【００２０】
種々の実施の形態において、粘着性植物液は粉末繊維表面被覆材を生分解プラスチック基材に接着又は付着させるために加えてもよいし、中間層や粉末繊維紙シートを上部層又は上部シートに及び・或いは下部層又は下部シートに接着又は付着させるのに加えてもよい。
【００２１】
種々の実施の形態において、生分解プラスチック基材は上層面と下層面を持ち、粉末繊維表面被覆材を上層面と下層面のそれぞれに適用してよい。
【００２２】
種々の実施の形態において、農林材料はサトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの葉、トウモロコシの皮、小麦、藁類，茎類、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、ヘーゼルナッツの殻のうちの一つ以上を含む。
【００２３】
本発明のシステムや方法に或いはその他の特徴や利点は以下に示される本発明のシステムや方法についての実施の形態に詳細に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に詳細に記述される本発明によるシステム、方法、製作、構造の種々の実施の形態は、農林物材料及び・或いは再生紙材料から得られる繊維質を使って形成される紙製品シートに関する。ここで言う粉末繊維紙や粉末繊維材は、農林物材料及び・或いは再生紙材料を指し、それらは摩擦及び・或いは繊維間の機械的相互作用を伴わない。従って、「粉末繊維」という言葉は、繊維が引っぱり強度や機械的強度或いは紙製品にかなりな機械的或いは摩擦的からまり強度を求めない限りにおいて、広く純粋な粉末状から繊維状までを指す。
【００２５】
以下の本発明による粉末繊維紙の紙製品や紙構造体の詳細記述は、強度、堅固さ、非柔軟性が必ずしも無い様な紙を使っても得られる構造物を指す。
【００２６】
図１は本発明による粉末繊維紙製品１００の実施の形態を示す断面図である。ここにいう粉末繊維紙製品１００は前述した例に示したものに類似する。図１〜８に示される粉末繊維紙製品１００は、基材１１０、粉末繊維表面被覆材の上層１２０、そして粉末繊維表面被覆材の下層１２２からなる。
【００２７】
基材１１０は生分解プラスチックで、フェルトなどの不織布を含む。生分解プラスチックは脂肪ポリエステルレジン系やポリビニールアルコール系などの多糖類分子構造を基礎とし、たくさん種類がある。たくさんの種類があることで強度、耐油性、耐水性、自然界に廃棄する際の生分解性などを考慮していろいろな用途に使える。更に正確には例えば島津製作所の「ラクテイ」（登録商標）や、カネボウの「ラクトロン」（登録商標）を使うことができる。
【００２８】
更に、粉末繊維表面被覆材の上層１２０、そして粉末繊維表面被覆材の下層１２２はそれぞれ、一つ以上の農林物由来繊維及び・或いは再生紙由来繊維などから構成される。農林物由来繊維及び・或いは再生紙由来繊維などが以下の一つ以上から入手できる。サトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの皮、小麦、藁類、茎類、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、又は、ヘーゼルナッツの殻。これらの農林物由来繊維の単体使い或いは複数の組み合せ方は粉末繊維紙製品がどの様な用途に使われるかにより調合してよい。更に、再生紙繊維がいわゆるバージンファイバー由来の場合はバージンファイバーも使用してよい。繊維やその他使用可能な材料が従来紙製造工程から出るフィンやピンなどの低品質材、端材、屑材などでも粉末繊維表面被覆材に用いることができる。
【００２９】
種々の実施の形態において、粉末繊維紙製品１００は基材１１０の対表面に霧状ミストをスプレイしたものである。種々の形態において、霧状ミストは水である。そして、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２が基材１１０の表面にスプレイされる。その後、適量の熱を加えてもよい。基材１１０の表面がかすかに融ける温度の熱を加えることにより、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２は基材１１０にほどよく付着する。更に、熱を加えることにより、基材１１０がかすかに融けるので耐水性が増す。
【００３０】
種々の実施の形態において、霧状ミストに加えて・或いは霧状ミストに代えて、ねばりのあるべたべたした野菜粘液を基材１１０に用いてもよい。粘液はオクラ、モロヘイヤの葉、ファヌグリーク類、トロロアオイの根などから採れる粘液で、これらはみな粘り気のあるべたべたした植物液である。こうしたタイプの粘り気のあるべたべたした野菜液を使うと、ねばねばべたべたした野菜液が粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２の糊状接着材又は付着材として機能する。この場合、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２を接着又は付着させるために熱を使うことは必要ない。しかしながら、耐水性を向上するには上記のように熱を用いてもよい。
【００３１】
図２は本発明による上記粉末紙を使って作った紙構造体２００の一例の断面図である。図２の通り、紙構造体２００は粉末紙１００の上層又はトップレイヤーシート２１０、粉末紙１００の下層又はボトムレイヤーシート２２０、そして、粉末紙１００の中間層又はミドルレイヤーシート２３０が挿入されたものからなる。粉末紙１００の中間層又はミドルレイヤーシート２３０は複数の突起物、凹凸、引っ込み、出っ張り、膨らみ、又は、でこぼこ状２４０を呈し、それは粉末紙の上層又はトップレイヤーシート２１０と下層又はボトムレイヤーシート２２０の中へと延びている。
【００３２】
種々の実施の形態において、このような突起物２４０は水平断面が正四角形で、上層又はトップレイヤーシート２１０と下層又はボトムレイヤーシート２２０に平行に位置し上からみると、正四角形である。種々の実施の形態において、突起物２４０の側面２４１は正三角形で、突起物２４０は正四面形ピラミッド型をなす。しかし、突起物２４０はほかの形をしていてもよく、非正四面形ピラミッド型，正四面体、非正四面体、高次元正多面体、高次元非正多面体、半球体、楕円球体などでもよい。種々の実施の形態において、突起物２４０が隣接する部分は底辺エッジ２４４を共有し、中間層シート２３０に隙間などはない。正三角形を四面に持つピラミッド型(正四角錐）は、工学的に強い構造を持つものである。その他の上記にある構造も同様である。故に、以下の詳細記述は特に正四角錐ピラミッド型に基くが、上記のいずれも代替可能で、この語彙は突起物２４０の適当な形すべてを含むものとする。故に、以下の詳細記述の「正四角錐ピラミッド型突起物」と言う語彙は通常すべてのバリエーションを指しているものであり、そのようなバリエーションが正三角形でなくても、四面体でなくても、及び・或いは工学的にピラミッド型でなくても同様である。
【００３３】
種々の実施の形態において、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は中間層シート２３０に形成され、中間層シート２３０は押型成形されて成形される。故に、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は中間層シート２３０による底辺面を持たない。図２の通り、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は、中間層シート２３０を形成し又は用意し、中間層シート２３０の先端部２４２は上層シート２１０に接着又は付着する。同様に、正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジ２４４は下層又はボトムレイヤーシート２２０に接着又は付着する。本発明の紙構造体の一実施の形態では紙梱包箱の材料として使えることである。箱を作るための段ボール紙、そういった紙梱包箱の中の仕切り紙や詰め物用の紙などの材料である。本発明の紙構造体の一実施の形態では従来型段ボール紙を使用するところにはすべて本発明の紙構造体が使用できる。
【００３４】
図３は正四角錐ピラミッド型突起物２４０の部分斜視図である。正四角錐ピラミッド型突起物２４０は図２の紙構造体２００に示される例のように、中間層シート２３０を形成し又は用意する。特に、図３に示される例は、複数のピラミッド型突起物２４０がどのように位置又は配置されるかを示す。
【００３５】
図４は本発明の紙構造体３００の第２の実施の形態を示す断面図である。第２の実施の形態は図１の粉末繊維紙シート１００を使って形成される。図４の通り、紙構造体３００は粉末繊維紙シート１００の第２の対面中間層シート３３０を、粉末繊維紙シート１００の最初の中間層シート２３０に加えて、持つ。さらに、この第２対面中間層シート３３０は複数のピラミッド型突起物３４０も持つ。この第２中間層シート３３０は第１中間層シート２３０に関連して配置される。従って、粉末繊維紙シート１００の第１中間層シート２３０と組み合わさる。
【００３６】
種々の実施の形態において、第１中間層シート２３０の底辺エッジ２４４は粉末繊維紙シート１００の下層シート３２０の内面に接着又は付着する。同時に、粉末繊維紙シート１００の第２中間層シート３３０の底辺エッジ３４４は粉末繊維紙シート１００の上層シート３１０の内面に同様に接着又は付着する。そして、第１第２中間層シート２３０と３３０は互いにくみ合わさる様にそれぞれ接着又は付着し、シート２３０か３３０のどちらかの突起物２４０と３４０がもう一方のシート３３０又は２３０の突起物３４０又は２４０の間に延びる。第１第２中間層シート２３０と３３０の突起物２４０と３４０のどちらかの先端部２４２と３４２は、第１第２中間層シート２３０と３３０のどちらかの突起物２４０と３４０の底辺エッジ３４４と２４４とそれぞれ隣接する。
【００３７】
図２の紙構造体２００では、正四角錐ピラミッド型突起物２４０の底辺エッジ２４４の縦又は横が粉末繊維紙シート１００の下層シートに接触して折れたり曲がったりする可能性があるかもしれない。しかし、図４にある紙構造体３００では、そのような位置には折れ曲がりは起こりにくい。第２中間層シート３３０は第１中間層シート２３０のそういった位置を補強したり十分に強度を与える傾向があるからである。つまり、一つの正四角錐ピラミッド型突起物２４０又は３４０の先端部２４２又は３４２は、他方の正四角錐ピラミッド型突起物２４０又は３４０の底辺エッジ３４４又は２４４が、それぞれ係合しており、そのような位置には折れ曲がりは起こりにくいからである。
【００３８】
図５は本発明の第３の実施の形態による図１の粉末繊維紙シート１００を使った紙構造体４００を示す断面図である。図５の通り、この紙構造体４００は粉末繊維紙シート１００の上層シート４１０と粉末繊維紙シート１００の下層シート４２０を持つ。この紙構造体４００は粉末繊維紙シート１００の中間層シート４３０が粉末繊維紙シート１００の上層又は下層シート２１０と２２０の間に延びる。図５の通り、粉末繊維紙シート１００の中間層シート４３０の正四角錐ピラミッド型突起物の少なくとも部分的に先端部４４２を形成する窪み４４３があり、窪みの先端部４４２は粉末繊維紙シート１００の下層シート４２０に向かって下向きである。同時に、窪み４３３の上部エッジ４４６は粉末繊維紙シート１００の上層シート４１０に接する。窪み４３３は構造的に対ストレス強度を増大する。窪み４４３は粉末繊維紙シート１００の上層４１０を中間層４３０に接着又は付着させるための接着又は付着部分を大きくし、粉末繊維紙シート１００の上層４１０が粉末繊維紙シート１００の中間層４３０から剥けたり剥がれたりするのを難しくする。
【００３９】
図６は、本発明の図１の粉末繊維紙シート１００を使った紙構造体５００の第４の実施の形態である。図６の通り、正四角錐ピラミッド型突起物５４０の先端部５４２に、窪み５４３に加えて、立体形中間層シート５３０の底辺エッジ５４４に複数の窪み５４５が更に形成されてもよい。つまり、今度は正四角錐ピラミッド型突起物５４０の隣接する少なくとも一部の間にあるつなぎエッジ５４４が粉末繊維紙シート１００の上層シート５１０に向かって跳びだしている。窪み４４３又は５４３と同様に、窪み５４５は紙構造体のこの第四例に、種々のストレス変形に対する耐性を更に増強する。
【００４０】
更に、窪み４４３又は５４３の様に、窪み５４５は粉末繊維紙シート１００の下層を中間層シート５３０に接着又は付着する部分を大きくする。そうして、粉末繊維紙シート１００の下層シート５２０が中間層シート５３０の底辺エッジ５４４に接着したり付着したりするための接着面や付着面を大きくする。そして、粉末繊維紙シート１００の下層シート５２０が中間層シート５３０の追加窪み５４５の底辺エッジ５４８から剥けたり剥がれたりするのを更に難しくする。この様に、これらの追加窪み５４５は紙構造体のこの第４例になお強度を増し、高度ストレスへの耐性を増強するものである。
【００４１】
図７は、上述した第１又は第２中間層シート２３０−５３０に形成された複数の正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０を示す平面図である。図７の通り、正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０は図１の粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０を押型成形する。特に、種々の実施の形態において、突起物２４０−５４０は粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０に位置し、突起物２４０−５４０は粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層又は底辺層シート２２０−５２０のそれぞれに平行であるか或いは中間シートに対して角度を持つ。
【００４２】
図８は、第１又は第２中間層シート２３０−５３０に形成された複数の正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０の第２の形態を示す平面図である。図８の通り、この実施の形態では、粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０に形成された突起物２４０−５４０は上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれの底辺エッジに相対的に傾斜して位置するか或いは中間層シート２３０−５３０のそれぞれの底辺エッジに傾斜して位置する。図８の例では、正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０は正四角形が列をなして詰まり、粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれの底辺エッジに、及び・あるいは中間層シート２３０−５３０のエッジに、相対的に角度４５度で位置する。
【００４３】
列をなして詰まる突起物２４０−５４０は、中間層シート２３０−５３０の形成に使われた粉末繊維紙シート１００のエッジに相対的に、どんな角度で位置してもよい。同様に、突起物２４０−５４０の列は、粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれのエッジに相対的に、どんな角度で位置してもよい。更に、複数の突起物２４０−５４０は必ずしも縦横の列をそろえてきっちり正四角形に詰まる必要はない。むしろ、複数の突起物２４０−５４０は、隣り合わせの縦横の列を相対的にずらして並べてもよい。紙構造体２００−５００の層２１０−５３０を製作するために使う粉末繊維紙シート１００の種々のシートのエッジに相対的に回転を加えてもよい。加えて、二種類の違うサイズの突起物２４０−５４０が中間層シート２３０−５３０に形成された突起物２４０−５４０の位置組合せに含まれてもよい。この場合、大きい方の突起物２４０−５４０は一つ以上の窪み４４３，５４３、又は５４５を有し、大突起物２４０−５４０は小突起物２４０−３４０と同じ高さである。
【００４４】
種々の実施の形態において、前述の紙構造体２００−５３０の種々の実施の形態に使われる中間層シート２３０−５３０は一つ以上のローラを用いて押し型で形成される。図９は、装置６００の一例を示す概略側面図である。装置６００は一組のローラ６１０と６２０を持ち、中間層シート２３０−５３０を押し型成形するのに使われる。図１０は、ローラ６１０とこのローラ６１０と組をなすもう一つの又は対応するローラ６２０を使い製作する中間層シート２３０又は３３０の一例を示す平面図である。特に、図１０の例の様に、対応ローラ６２０は複数の対応型窪み又は穴を有し、ローラ６１０と６２０が互いに回転すると、ローラ６１０の突起がローラ６２０の窪みに入り込む。ローラ６１０の突起は、粉末繊維紙シート１００のシート状粉末繊維紙を押し、ローラ６２０の窪み又は穴はローラ６１０と６２０へととり込まれ、層シート２３０又は３３０に突起物２４０又は３４０を形成する。
【００４５】
図１０の通り、ローラ６１０に形成される突起物の横断面形は正四角形で、突起物の側面は正三角形である。この様に形成された正四角錐ピラミッド型突起物は隣接の突起物との間に隙間無くローラ６１０上に並び詰められる。前述の通り、層シート２３０又は３３０は、図１に示した通り、粉末繊維紙製品１００を、図９の様に、ローラ６１０と６２０の間を通過させて形成することが出来る。
【００４６】
前述の例では、中間層シート２３０−５３０は一つ以上のローラを使って押し型成形して作る。しかしながら、中間層シート２３０−５３０の製作はこの工程に限らない。むしろ、種々の実施の形態において、中間層シート２３０−５３０は、粉末繊維紙製品を成型して作るために使用可能な液体又はスラリー混合物を注ぐことで形成されてもよい。種々の実施の形態では、型は、複数の正四角錐ピラミッド型を持つシート状粉末繊維紙を作るため横断面形が正四角形でよく、側面が正三角形でよい。
【００４７】
種々の実施の形態において、液体混合物は、粉末状農林物繊維及び・或いは再生紙繊維と、その中に生分解プラスチック材の不織繊維を混ぜて作った材料で、繊維を保ちながら、正四角錐ピラミッド型凹凸複数体をした型に成型できる。その後、混合物又はスラリーを乾燥してもよい。乾燥した混合物又はスラリーを型出すると、出来上がった粉末繊維シートは層シート２３０−５３０に対応するものが得られる。このようにして、横断面形が正四角形で側面が正三角形の突起物２４０−５４０のある正四角錐ピラミッド型突起物を有する中間層シート２３０−５３０が得られる。更には、中間層シート２３０−５３０は従来的又は将来的ないかなる適切な工程を用いて作ることができるものである。
【００４８】
図２、図４−６の紙構造体は様々な方法を使って製造できる。バッチ法の一例では、枚用紙の粉末繊維紙シート１００は一組のローラ６１０と６２０を通過し、シート２３０−５３０を形成する。ローラ６１０と６２０は手動で操作できる。人力や畜力が手動操作力をもたらす。従って、上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０に対応する枚用紙はシート２３０−５３０の上と下に持ち込まれ、紙構造体２００−５００を形成する様に適宜接着及び・或いは付着される。種々の実施の形態において、接着剤及び・或いは付着材は上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０の内側一面に、及び・或いは中間層シート２３０−５３０の上面又は下面にスプレイ又は塗り広げられる。このバッチ法の第１例は、前述の様に、図４が示す紙構造体を形成する。更に、適切なローラ６１０と６２０が使われれば、このバッチ法は、図５及び・或いは図６の示す紙構造体４００と５００を形成するのに使うこともできる。
【００４９】
或いは、連続製法の第１例において、図１の粉末繊維紙１００に使うローラを三つ以上一緒にしてもよい。粉末繊維紙の一枚以上の中間シートは、第１及び・或いは第２中間層２３０−５３０を形成するために、一組以上で対応数のローラ６１０と６２０へとロール紙から直接もたらされてもよい。一枚以上の中間層シート２３０−５３０は、上層シート２１０−５１０を形成する一枚目シートと、下層シート２２０−５２０を形成する二枚目シートと一緒に合わされ、それに一種類以上の適切な接着剤又は付着材が使われる。それぞれのシートは、図２、４、５、又は６の示す紙構造体２００−５００の連続紙を形成するため、種々の接着剤及び・或いは付着材で一緒に合わされる。従って、希望用途により、紙構造体２００−５００連続紙はその紙構造体２００−５００個別のシート、用紙、パネルなど、様々に切り分けることができる。種々の実施の形態において、仕上がった紙又は用紙は、箱、挿入紙、仕切紙など、様々に折り曲げることができる。或いは、図２、図４−６に示す紙構造体２００−５００の一つを使って、この他いかなる物体を作ってもよい。
【００５０】
最終的に、全自動プロセスによる実施の形態では、図１の粉末繊維紙シート１００を形成するための多様な使用可能材料は、三種類の粉末繊維紙製作機器又は装置に供給される。三種類の粉末繊維紙製作機器又は装置のそれぞれが、図１の粉末繊維紙シート１００の連続紙を産出する。そして、粉末繊維紙シート１００のシートをロール紙にまとめるのではなく、一枚以上の中間シートは、仕上がった後、粉末繊維紙一枚以上を中間層シート２３０−５３０に変形するため、一組以上対応数のローラへと送り込まれる。すると、前述の連続例の様に、一枚以上の中間シート２３０−５３０は一緒に合わされて、上層シート２１０−５１０と、下層シート２２０−５２０と共に、一種類以上の適切な接着剤又は付着材によって、つなぎ合わされる。以上の概説の様に、様々な枚用紙が、一種類以上の適切な接着剤又は付着材と共に、前述の図２に該当する紙構造体２００−５００の一つを形成するため、合わされる。
【００５１】
図１の粉末繊維紙シート１００を作るための材料がどのようにプロセスされるかによって、粉末繊維紙シート１００に様々な特性を持たせることができる。耐水性の度合い、空気の浸透性、遮断性、堅固さ、硬度、引っぱり強度などである。図２、図４−６に示す、紙構造体２００−５００は、段ボール箱やその他梱包材に形成することができる。どのようにプロセスされるかによって、紙構造体２００−５００は、壁板やその他の製品に適した使い方ができる。そうした製品には多方向耐圧性や強度は利点である。
【００５２】
本発明の紙構造体２００−５００の種々の実施の形態は、さほど強度のない紙製品１００からでさえも強い構造体を用意できる。更に、農林材繊維及び・或いは再生紙材繊維を使う紙製品１００は簡単に作れ、親水性又は耐水性の度合いとコントロール、通気性又は気密性の度合いとコントロールが容易なので、本発明による紙梱包箱としての紙構造体の種々の実施の形態と共に、様々な特性を持たせることが可能である。さらにまた、本発明による紙構造体の種々の実施の形態は、汚染添加物を一切使用しないので、本発明による紙構造体の種々の実施の形態で生産された構造や物体は環境に利便でやさしい。
【００５３】
本発明は上述した実施の形態を参照して説明したが、当業者にとって種々の代替、応用、多様化、改良、変更が可能であることは明白である。従って、前述のような、当発明の実施の形態は単に概略であり、制限を課すものではない。様々な変更が、当発明の精神と許容範囲から逸脱することなく、加えられてよい。故に、当発明は周知のまた将来開発されるであろうすべての代替、応用、多様化、改良、及び・或いは、かなりの互換性を包括する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の実施の形態による粉末繊維からなる紙を示す断面図。
【図２】図２は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造物又は紙構造体の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】図３は第１の実施の形態による紙構造体の中間層の一部を示す斜視図。
【図４】図４は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第２の実施の形態を示す断面図。
【図５】図５は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第３の実施の形態を示す断面図。
【図６】図６は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第４の実施の形態を示す断面図。
【図７】図７は本発明による紙構造体の粉末繊維紙の中間層に形成されるピラミッド型突起物の配置の一例を示す平面図。
【図８】図８はピラミッド型突起物の配置の第２例を示す平面図。
【図９】図９は本発明による紙構造体の粉末繊維紙の中間層を形成するために使われるローラ組の側面平面図。
【図１０】図１０は図９に示されたローラ組を示す平面図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙製品から構造物を形成する方法に関する。紙製品は農林物粉末繊維及び・或いは再生紙粉末繊維を含む。
【背景技術】
【０００２】
農林物及び・或いは再生紙から得られた粉末繊維を使う紙製品は２００４‐５０４１７６号公報及び米国特許出願公開第２００４−００４０６８０号公報に開示されている。ここに言う紙製品は生分解プラスチック基材とその表層に粉末繊維が被覆する紙製品である。粉末繊維表層被覆材は農林物及び・或いは再生紙製品を含む。
【０００３】
当該公報に記載されているように、この紙製品は農林物及び・或いは再生紙製品である。粉末繊維材は繊維質に由来するがここではいわゆる“糸状繊維”ではなく材料繊維は機械的にも摩擦的にも絡みあわない。種々の態様において、粉末繊維材は植物性接着液の使用により生分解プラスチックに付着している。植物性接着液は粉末繊維材を基材に適用する前に使ってもよいし後でもよい。また、生分解プラスチック基材に適用する前に植物性粉末繊維材と混ぜてもよい。
【０００４】
特に、農林物素材及び・或いは再生紙製品は、繊維性ではなく水や植物性接着液を吸水する吸水度を基準にして選考される。対照的に、従来工法の紙製品は木材、綿、麻、亜麻（フラックス）などの植物性繊維を使って形成される。そのような従来工法の紙製品はウェブ又はフェルトを形成する。そして、個々の繊維の持つ内部引っ張り強度やウェブ又はフェルト中の種々の繊維間の摩擦的機械的相互作用から強度を得る。特に、従来紙の引っ張り強度は繊維の方向性によるところが大きい。
【０００５】
このタイプの紙製品は製造工程で少なくとも一定の耐水性や耐油性を持たせることができる。このタイプの紙は、空気や水分の浸透性を遮断するように製造することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した公報記載による紙製品は、幾多の理由により梱包用の箱などに使うことが難しい。例えば、段ボール箱などに使われる従来の繊維紙に比べると、この粉末繊維の紙製品は従来の繊維質で出来た紙製品の持つ引っ張り強度に頼ることが出来ないので横方向の応力に耐えることが出来ない。
【０００７】
また、上述した公報記載による粉末繊維の紙製品は、その製法次第で、柔軟にも相当堅固にも出来る。特に、種々の態様において、粉末繊維材が生分解プラスチック基材に野菜粘着液のような植物性糊接着材で接着すると、熱を使わなければ植物性糊接着剤が乾いたあとでも柔軟でしなやかになる。対照的に、粉末繊維材が適用された後粉末繊維紙に熱を工程中の一部作業としてかけると粉末繊維紙製品の強度、堅固さ、及び・或いは硬度は格段に増加する。
【０００８】
本発明は粉末繊維紙製品シートを立方体の製品或いは構造物に形成するシステムと方法を提供する。
【０００９】
また本発明は、粉末繊維シートを立方体の構造物に形成するための、そして、そのシートの上部と底部をほかの複数のシートにつけ加えるためのシステムと方法を提供する。
【００１０】
また本発明は、粉末繊維紙シートを立体的に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１１】
また本発明は、粉末繊維紙をピラミッド型立方体の構造物に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１２】
また本発明は、粉末繊維紙シートを形成するためのシステムと方法を提供する。
【００１３】
また本発明は、粉末繊維紙シートを立法形に形状化するためのシステムと方法を提供する。
【００１４】
また本発明は、粉末繊維紙シートの上部と底部そして粉末繊維紙の立法形シートを中間層に持つ紙構造体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のシステムと方法による種々の実施の形態によれば、粉末繊維紙シートは農林物材料及び・或いは再生紙材料を生分解プラスチック基材の少なくとも片面に接着又は付着され形成される。種々の実施の形態によれば、粉末繊維材は生分解プラスチック基材の両側に接着又は付着され形成される。種々の実施の形態によれば、粉末繊維材は水など霧状ミストを生分解プラスチック基材にスプレイすることにより生分解プラスチック基材の適応表面に接着又は付着する。従って、粉末繊維材は生分解基材の湿った表面にスプレイされる。その後、生分解基材に粉末繊維材を接着又は付着するために適当な熱が加えられる。種々の実施の形態において、霧状ミストに水を使う代わりに植物性液体を使うこともできる。種々の形態において、植物性液体は粘り気のあるべたべたした植物性液体である。種々の形態において、植物性液体は植物性粘液（ベジタブルスライム）である。
【００１６】
種々の実施の形態において、粉末繊維紙製品は生分解プラスチックの繊維が混ざり、農林物材料及び・或いは再生紙材料から得られる粉末をミックスして形成される。種々の実施の形態において、粉末繊維紙を形成するために混合物は型に広げられ乾燥される。種々の形態において、型は粉末繊維紙のシートに立体状の形を提供する。種々の形態において、型又はモールドは凹凸状を呈し、そこから成形される粉末紙材シートには突起物がある。突起物はピラミッド型をしていてもよい。
【００１７】
種々の実施の形態において、立方体構造を持つ紙構体又は紙製品は粉末紙の複数シートから形成される。種々の形態において、中間シートは突起物をプレスして形状するか凹凸に成形する。従って、突起物の先端は接着、糊付けなどにより粉末紙の一枚目のシートに付着している。突起物の底辺の淵の部分は粉末紙の二枚目のシートに付着している。
【００１８】
種々の実施の形態において、一枚目の成形済みシートはピラミッド型の底辺部の四辺が粉末紙の一枚目シートに付着する。二枚目の成形されたシートは底辺部の四辺が粉末紙の二枚目のシートに付着する。その後は、二層の組み合わせは一枚目と二枚目の成形紙を互いに二枚目シートが一枚目シートの間に組み合わさるように置いて行う。二層の間にある種の接着材を用いる。すると、接着材が四枚のシートをしっかりと固定する。
【００１９】
種々の実施の形態において、凹凸形状はピラミッド型である。種々の実施の形態において、ピラミッド型凹凸形状に二次的くぼみがある。同じように、種々の形態において、二次的くぼみはピラミッド型凹凸形状に加えて・或いはその代わりに先端近くにあってもよいし、ピラミッド型凹凸形状の底辺付近にあってもよい。
【００２０】
種々の実施の形態において、粘着性植物液は粉末繊維表面被覆材を生分解プラスチック基材に接着又は付着させるために加えてもよいし、中間層や粉末繊維紙シートを上部層又は上部シートに及び・或いは下部層又は下部シートに接着又は付着させるのに加えてもよい。
【００２１】
種々の実施の形態において、生分解プラスチック基材は上層面と下層面を持ち、粉末繊維表面被覆材を上層面と下層面のそれぞれに適用してよい。
【００２２】
種々の実施の形態において、農林材料はサトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの葉、トウモロコシの皮、小麦、藁類，茎類、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、ヘーゼルナッツの殻のうちの一つ以上を含む。
【００２３】
本発明のシステムや方法に或いはその他の特徴や利点は以下に示される本発明のシステムや方法についての実施の形態に詳細に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に詳細に記述される本発明によるシステム、方法、製作、構造の種々の実施の形態は、農林物材料及び・或いは再生紙材料から得られる繊維質を使って形成される紙製品シートに関する。ここで言う粉末繊維紙や粉末繊維材は、農林物材料及び・或いは再生紙材料を指し、それらは摩擦及び・或いは繊維間の機械的相互作用を伴わない。従って、「粉末繊維」という言葉は、繊維が引っぱり強度や機械的強度或いは紙製品にかなりな機械的或いは摩擦的からまり強度を求めない限りにおいて、広く純粋な粉末状から繊維状までを指す。
【００２５】
以下の本発明による粉末繊維紙の紙製品や紙構造体の詳細記述は、強度、堅固さ、非柔軟性が必ずしも無い様な紙を使っても得られる構造物を指す。
【００２６】
図１は本発明による粉末繊維紙製品１００の実施の形態を示す断面図である。ここにいう粉末繊維紙製品１００は前述した例に示したものに類似する。図１〜８に示される粉末繊維紙製品１００は、基材１１０、粉末繊維表面被覆材の上層１２０、そして粉末繊維表面被覆材の下層１２２からなる。
【００２７】
基材１１０は生分解プラスチックで、フェルトなどの不織布を含む。生分解プラスチックは脂肪ポリエステルレジン系やポリビニールアルコール系などの多糖類分子構造を基礎とし、たくさん種類がある。たくさんの種類があることで強度、耐油性、耐水性、自然界に廃棄する際の生分解性などを考慮していろいろな用途に使える。更に正確には例えば島津製作所の「ラクテイ」（登録商標）や、カネボウの「ラクトロン」（登録商標）を使うことができる。
【００２８】
更に、粉末繊維表面被覆材の上層１２０、そして粉末繊維表面被覆材の下層１２２はそれぞれ、一つ以上の農林物由来繊維及び・或いは再生紙由来繊維などから構成される。農林物由来繊維及び・或いは再生紙由来繊維などが以下の一つ以上から入手できる。サトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの皮、小麦、藁類、茎類、パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、又は、ヘーゼルナッツの殻。これらの農林物由来繊維の単体使い或いは複数の組み合せ方は粉末繊維紙製品がどの様な用途に使われるかにより調合してよい。更に、再生紙繊維がいわゆるバージンファイバー由来の場合はバージンファイバーも使用してよい。繊維やその他使用可能な材料が従来紙製造工程から出るフィンやピンなどの低品質材、端材、屑材などでも粉末繊維表面被覆材に用いることができる。
【００２９】
種々の実施の形態において、粉末繊維紙製品１００は基材１１０の対表面に霧状ミストをスプレイしたものである。種々の形態において、霧状ミストは水である。そして、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２が基材１１０の表面にスプレイされる。その後、適量の熱を加えてもよい。基材１１０の表面がかすかに融ける温度の熱を加えることにより、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２は基材１１０にほどよく付着する。更に、熱を加えることにより、基材１１０がかすかに融けるので耐水性が増す。
【００３０】
種々の実施の形態において、霧状ミストに加えて・或いは霧状ミストに代えて、ねばりのあるべたべたした野菜粘液を基材１１０に用いてもよい。粘液はオクラ、モロヘイヤの葉、ファヌグリーク類、トロロアオイの根などから採れる粘液で、これらはみな粘り気のあるべたべたした植物液である。こうしたタイプの粘り気のあるべたべたした野菜液を使うと、ねばねばべたべたした野菜液が粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２の糊状接着材又は付着材として機能する。この場合、粉末繊維表面被覆材層１２０と１２２を接着又は付着させるために熱を使うことは必要ない。しかしながら、耐水性を向上するには上記のように熱を用いてもよい。
【００３１】
図２は本発明による上記粉末紙を使って作った紙構造体２００の一例の断面図である。図２の通り、紙構造体２００は粉末紙１００の上層又はトップレイヤーシート２１０、粉末紙１００の下層又はボトムレイヤーシート２２０、そして、粉末紙１００の中間層又はミドルレイヤーシート２３０が挿入されたものからなる。粉末紙１００の中間層又はミドルレイヤーシート２３０は複数の突起物、凹凸、引っ込み、出っ張り、膨らみ、又は、でこぼこ状２４０を呈し、それは粉末紙の上層又はトップレイヤーシート２１０と下層又はボトムレイヤーシート２２０の中へと延びている。
【００３２】
種々の実施の形態において、このような突起物２４０は水平断面が正四角形で、上層又はトップレイヤーシート２１０と下層又はボトムレイヤーシート２２０に平行に位置し上からみると、正四角形である。種々の実施の形態において、突起物２４０の側面２４１は正三角形で、突起物２４０は正四面形ピラミッド型をなす。しかし、突起物２４０はほかの形をしていてもよく、非正四面形ピラミッド型，正四面体、非正四面体、高次元正多面体、高次元非正多面体、半球体、楕円球体などでもよい。種々の実施の形態において、突起物２４０が隣接する部分は底辺エッジ２４４を共有し、中間層シート２３０に隙間などはない。正三角形を四面に持つピラミッド型(正四角錐）は、工学的に強い構造を持つものである。その他の上記にある構造も同様である。故に、以下の詳細記述は特に正四角錐ピラミッド型に基くが、上記のいずれも代替可能で、この語彙は突起物２４０の適当な形すべてを含むものとする。故に、以下の詳細記述の「正四角錐ピラミッド型突起物」と言う語彙は通常すべてのバリエーションを指しているものであり、そのようなバリエーションが正三角形でなくても、四面体でなくても、及び・或いは工学的にピラミッド型でなくても同様である。
【００３３】
種々の実施の形態において、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は中間層シート２３０に形成され、中間層シート２３０は押型成形されて成形される。故に、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は中間層シート２３０による底辺面を持たない。図２の通り、正四角錐ピラミッド型突起物２４０は、中間層シート２３０を形成し又は用意し、中間層シート２３０の先端部２４２は上層シート２１０に接着又は付着する。同様に、正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジ２４４は下層又はボトムレイヤーシート２２０に接着又は付着する。本発明の紙構造体の一実施の形態では紙梱包箱の材料として使えることである。箱を作るための段ボール紙、そういった紙梱包箱の中の仕切り紙や詰め物用の紙などの材料である。本発明の紙構造体の一実施の形態では従来型段ボール紙を使用するところにはすべて本発明の紙構造体が使用できる。
【００３４】
図３は正四角錐ピラミッド型突起物２４０の部分斜視図である。正四角錐ピラミッド型突起物２４０は図２の紙構造体２００に示される例のように、中間層シート２３０を形成し又は用意する。特に、図３に示される例は、複数のピラミッド型突起物２４０がどのように位置又は配置されるかを示す。
【００３５】
図４は本発明の紙構造体３００の第２の実施の形態を示す断面図である。第２の実施の形態は図１の粉末繊維紙シート１００を使って形成される。図４の通り、紙構造体３００は粉末繊維紙シート１００の第２の対面中間層シート３３０を、粉末繊維紙シート１００の最初の中間層シート２３０に加えて、持つ。さらに、この第２対面中間層シート３３０は複数のピラミッド型突起物３４０も持つ。この第２中間層シート３３０は第１中間層シート２３０に関連して配置される。従って、粉末繊維紙シート１００の第１中間層シート２３０と組み合わさる。
【００３６】
種々の実施の形態において、第１中間層シート２３０の底辺エッジ２４４は粉末繊維紙シート１００の下層シート３２０の内面に接着又は付着する。同時に、粉末繊維紙シート１００の第２中間層シート３３０の底辺エッジ３４４は粉末繊維紙シート１００の上層シート３１０の内面に同様に接着又は付着する。そして、第１第２中間層シート２３０と３３０は互いにくみ合わさる様にそれぞれ接着又は付着し、シート２３０か３３０のどちらかの突起物２４０と３４０がもう一方のシート３３０又は２３０の突起物３４０又は２４０の間に延びる。第１第２中間層シート２３０と３３０の突起物２４０と３４０のどちらかの先端部２４２と３４２は、第１第２中間層シート２３０と３３０のどちらかの突起物２４０と３４０の底辺エッジ３４４と２４４とそれぞれ隣接する。
【００３７】
図２の紙構造体２００では、正四角錐ピラミッド型突起物２４０の底辺エッジ２４４の縦又は横が粉末繊維紙シート１００の下層シートに接触して折れたり曲がったりする可能性があるかもしれない。しかし、図４にある紙構造体３００では、そのような位置には折れ曲がりは起こりにくい。第２中間層シート３３０は第１中間層シート２３０のそういった位置を補強したり十分に強度を与える傾向があるからである。つまり、一つの正四角錐ピラミッド型突起物２４０又は３４０の先端部２４２又は３４２は、他方の正四角錐ピラミッド型突起物２４０又は３４０の底辺エッジ３４４又は２４４が、それぞれ係合しており、そのような位置には折れ曲がりは起こりにくいからである。
【００３８】
図５は本発明の第３の実施の形態による図１の粉末繊維紙シート１００を使った紙構造体４００を示す断面図である。図５の通り、この紙構造体４００は粉末繊維紙シート１００の上層シート４１０と粉末繊維紙シート１００の下層シート４２０を持つ。この紙構造体４００は粉末繊維紙シート１００の中間層シート４３０が粉末繊維紙シート１００の上層又は下層シート２１０と２２０の間に延びる。図５の通り、粉末繊維紙シート１００の中間層シート４３０の正四角錐ピラミッド型突起物の少なくとも部分的に先端部４４２を形成する窪み４４３があり、窪みの先端部４４２は粉末繊維紙シート１００の下層シート４２０に向かって下向きである。同時に、窪み４３３の上部エッジ４４６は粉末繊維紙シート１００の上層シート４１０に接する。窪み４３３は構造的に対ストレス強度を増大する。窪み４４３は粉末繊維紙シート１００の上層４１０を中間層４３０に接着又は付着させるための接着又は付着部分を大きくし、粉末繊維紙シート１００の上層４１０が粉末繊維紙シート１００の中間層４３０から剥けたり剥がれたりするのを難しくする。
【００３９】
図６は、本発明の図１の粉末繊維紙シート１００を使った紙構造体５００の第４の実施の形態である。図６の通り、正四角錐ピラミッド型突起物５４０の先端部５４２に、窪み５４３に加えて、立体形中間層シート５３０の底辺エッジ５４４に複数の窪み５４５が更に形成されてもよい。つまり、今度は正四角錐ピラミッド型突起物５４０の隣接する少なくとも一部の間にあるつなぎエッジ５４４が粉末繊維紙シート１００の上層シート５１０に向かって跳びだしている。窪み４４３又は５４３と同様に、窪み５４５は紙構造体のこの第四例に、種々のストレス変形に対する耐性を更に増強する。
【００４０】
更に、窪み４４３又は５４３の様に、窪み５４５は粉末繊維紙シート１００の下層を中間層シート５３０に接着又は付着する部分を大きくする。そうして、粉末繊維紙シート１００の下層シート５２０が中間層シート５３０の底辺エッジ５４４に接着したり付着したりするための接着面や付着面を大きくする。そして、粉末繊維紙シート１００の下層シート５２０が中間層シート５３０の追加窪み５４５の底辺エッジ５４８から剥けたり剥がれたりするのを更に難しくする。この様に、これらの追加窪み５４５は紙構造体のこの第４例になお強度を増し、高度ストレスへの耐性を増強するものである。
【００４１】
図７は、上述した第１又は第２中間層シート２３０−５３０に形成された複数の正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０を示す平面図である。図７の通り、正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０は図１の粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０を押型成形する。特に、種々の実施の形態において、突起物２４０−５４０は粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０に位置し、突起物２４０−５４０は粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層又は底辺層シート２２０−５２０のそれぞれに平行であるか或いは中間シートに対して角度を持つ。
【００４２】
図８は、第１又は第２中間層シート２３０−５３０に形成された複数の正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０の第２の形態を示す平面図である。図８の通り、この実施の形態では、粉末繊維紙シート１００のシート２３０−５３０に形成された突起物２４０−５４０は上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれの底辺エッジに相対的に傾斜して位置するか或いは中間層シート２３０−５３０のそれぞれの底辺エッジに傾斜して位置する。図８の例では、正四角錐ピラミッド型突起物２４０−５４０は正四角形が列をなして詰まり、粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれの底辺エッジに、及び・あるいは中間層シート２３０−５３０のエッジに、相対的に角度４５度で位置する。
【００４３】
列をなして詰まる突起物２４０−５４０は、中間層シート２３０−５３０の形成に使われた粉末繊維紙シート１００のエッジに相対的に、どんな角度で位置してもよい。同様に、突起物２４０−５４０の列は、粉末繊維紙シート１００の上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０のそれぞれのエッジに相対的に、どんな角度で位置してもよい。更に、複数の突起物２４０−５４０は必ずしも縦横の列をそろえてきっちり正四角形に詰まる必要はない。むしろ、複数の突起物２４０−５４０は、隣り合わせの縦横の列を相対的にずらして並べてもよい。紙構造体２００−５００の層２１０−５３０を製作するために使う粉末繊維紙シート１００の種々のシートのエッジに相対的に回転を加えてもよい。加えて、二種類の違うサイズの突起物２４０−５４０が中間層シート２３０−５３０に形成された突起物２４０−５４０の位置組合せに含まれてもよい。この場合、大きい方の突起物２４０−５４０は一つ以上の窪み４４３，５４３、又は５４５を有し、大突起物２４０−５４０は小突起物２４０−３４０と同じ高さである。
【００４４】
種々の実施の形態において、前述の紙構造体２００−５３０の種々の実施の形態に使われる中間層シート２３０−５３０は一つ以上のローラを用いて押し型で形成される。図９は、装置６００の一例を示す概略側面図である。装置６００は一組のローラ６１０と６２０を持ち、中間層シート２３０−５３０を押し型成形するのに使われる。図１０は、ローラ６１０とこのローラ６１０と組をなすもう一つの又は対応するローラ６２０を使い製作する中間層シート２３０又は３３０の一例を示す平面図である。特に、図１０の例の様に、対応ローラ６２０は複数の対応型窪み又は穴を有し、ローラ６１０と６２０が互いに回転すると、ローラ６１０の突起がローラ６２０の窪みに入り込む。ローラ６１０の突起は、粉末繊維紙シート１００のシート状粉末繊維紙を押し、ローラ６２０の窪み又は穴はローラ６１０と６２０へととり込まれ、層シート２３０又は３３０に突起物２４０又は３４０を形成する。
【００４５】
図１０の通り、ローラ６１０に形成される突起物の横断面形は正四角形で、突起物の側面は正三角形である。この様に形成された正四角錐ピラミッド型突起物は隣接の突起物との間に隙間無くローラ６１０上に並び詰められる。前述の通り、層シート２３０又は３３０は、図１に示した通り、粉末繊維紙製品１００を、図９の様に、ローラ６１０と６２０の間を通過させて形成することが出来る。
【００４６】
前述の例では、中間層シート２３０−５３０は一つ以上のローラを使って押し型成形して作る。しかしながら、中間層シート２３０−５３０の製作はこの工程に限らない。むしろ、種々の実施の形態において、中間層シート２３０−５３０は、粉末繊維紙製品を成型して作るために使用可能な液体又はスラリー混合物を注ぐことで形成されてもよい。種々の実施の形態では、型は、複数の正四角錐ピラミッド型を持つシート状粉末繊維紙を作るため横断面形が正四角形でよく、側面が正三角形でよい。
【００４７】
種々の実施の形態において、液体混合物は、粉末状農林物繊維及び・或いは再生紙繊維と、その中に生分解プラスチック材の不織繊維を混ぜて作った材料で、繊維を保ちながら、正四角錐ピラミッド型凹凸複数体をした型に成型できる。その後、混合物又はスラリーを乾燥してもよい。乾燥した混合物又はスラリーを型出すると、出来上がった粉末繊維シートは層シート２３０−５３０に対応するものが得られる。このようにして、横断面形が正四角形で側面が正三角形の突起物２４０−５４０のある正四角錐ピラミッド型突起物を有する中間層シート２３０−５３０が得られる。更には、中間層シート２３０−５３０は従来的又は将来的ないかなる適切な工程を用いて作ることができるものである。
【００４８】
図２、図４−６の紙構造体は様々な方法を使って製造できる。バッチ法の一例では、枚用紙の粉末繊維紙シート１００は一組のローラ６１０と６２０を通過し、シート２３０−５３０を形成する。ローラ６１０と６２０は手動で操作できる。人力や畜力が手動操作力をもたらす。従って、上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０に対応する枚用紙はシート２３０−５３０の上と下に持ち込まれ、紙構造体２００−５００を形成する様に適宜接着及び・或いは付着される。種々の実施の形態において、接着剤及び・或いは付着材は上層シート２１０−５１０及び・或いは下層シート２２０−５２０の内側一面に、及び・或いは中間層シート２３０−５３０の上面又は下面にスプレイ又は塗り広げられる。このバッチ法の第１例は、前述の様に、図４が示す紙構造体を形成する。更に、適切なローラ６１０と６２０が使われれば、このバッチ法は、図５及び・或いは図６の示す紙構造体４００と５００を形成するのに使うこともできる。
【００４９】
或いは、連続製法の第１例において、図１の粉末繊維紙１００に使うローラを三つ以上一緒にしてもよい。粉末繊維紙の一枚以上の中間シートは、第１及び・或いは第２中間層２３０−５３０を形成するために、一組以上で対応数のローラ６１０と６２０へとロール紙から直接もたらされてもよい。一枚以上の中間層シート２３０−５３０は、上層シート２１０−５１０を形成する一枚目シートと、下層シート２２０−５２０を形成する二枚目シートと一緒に合わされ、それに一種類以上の適切な接着剤又は付着材が使われる。それぞれのシートは、図２、４、５、又は６の示す紙構造体２００−５００の連続紙を形成するため、種々の接着剤及び・或いは付着材で一緒に合わされる。従って、希望用途により、紙構造体２００−５００連続紙はその紙構造体２００−５００個別のシート、用紙、パネルなど、様々に切り分けることができる。種々の実施の形態において、仕上がった紙又は用紙は、箱、挿入紙、仕切紙など、様々に折り曲げることができる。或いは、図２、図４−６に示す紙構造体２００−５００の一つを使って、この他いかなる物体を作ってもよい。
【００５０】
最終的に、全自動プロセスによる実施の形態では、図１の粉末繊維紙シート１００を形成するための多様な使用可能材料は、三種類の粉末繊維紙製作機器又は装置に供給される。三種類の粉末繊維紙製作機器又は装置のそれぞれが、図１の粉末繊維紙シート１００の連続紙を産出する。そして、粉末繊維紙シート１００のシートをロール紙にまとめるのではなく、一枚以上の中間シートは、仕上がった後、粉末繊維紙一枚以上を中間層シート２３０−５３０に変形するため、一組以上対応数のローラへと送り込まれる。すると、前述の連続例の様に、一枚以上の中間シート２３０−５３０は一緒に合わされて、上層シート２１０−５１０と、下層シート２２０−５２０と共に、一種類以上の適切な接着剤又は付着材によって、つなぎ合わされる。以上の概説の様に、様々な枚用紙が、一種類以上の適切な接着剤又は付着材と共に、前述の図２に該当する紙構造体２００−５００の一つを形成するため、合わされる。
【００５１】
図１の粉末繊維紙シート１００を作るための材料がどのようにプロセスされるかによって、粉末繊維紙シート１００に様々な特性を持たせることができる。耐水性の度合い、空気の浸透性、遮断性、堅固さ、硬度、引っぱり強度などである。図２、図４−６に示す、紙構造体２００−５００は、段ボール箱やその他梱包材に形成することができる。どのようにプロセスされるかによって、紙構造体２００−５００は、壁板やその他の製品に適した使い方ができる。そうした製品には多方向耐圧性や強度は利点である。
【００５２】
本発明の紙構造体２００−５００の種々の実施の形態は、さほど強度のない紙製品１００からでさえも強い構造体を用意できる。更に、農林材繊維及び・或いは再生紙材繊維を使う紙製品１００は簡単に作れ、親水性又は耐水性の度合いとコントロール、通気性又は気密性の度合いとコントロールが容易なので、本発明による紙梱包箱としての紙構造体の種々の実施の形態と共に、様々な特性を持たせることが可能である。さらにまた、本発明による紙構造体の種々の実施の形態は、汚染添加物を一切使用しないので、本発明による紙構造体の種々の実施の形態で生産された構造や物体は環境に利便でやさしい。
【００５３】
本発明は上述した実施の形態を参照して説明したが、当業者にとって種々の代替、応用、多様化、改良、変更が可能であることは明白である。従って、前述のような、当発明の実施の形態は単に概略であり、制限を課すものではない。様々な変更が、当発明の精神と許容範囲から逸脱することなく、加えられてよい。故に、当発明は周知のまた将来開発されるであろうすべての代替、応用、多様化、改良、及び・或いは、かなりの互換性を包括する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の実施の形態による粉末繊維からなる紙を示す断面図。
【図２】図２は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造物又は紙構造体の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】図３は第１の実施の形態による紙構造体の中間層の一部を示す斜視図。
【図４】図４は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第２の実施の形態を示す断面図。
【図５】図５は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第３の実施の形態を示す断面図。
【図６】図６は本発明による粉末繊維紙から形成される紙構造体である第４の実施の形態を示す断面図。
【図７】図７は本発明による紙構造体の粉末繊維紙の中間層に形成されるピラミッド型突起物の配置の一例を示す平面図。
【図８】図８はピラミッド型突起物の配置の第２例を示す平面図。
【図９】図９は本発明による紙構造体の粉末繊維紙の中間層を形成するために使われるローラ組の側面平面図。
【図１０】図１０は図９に示されたローラ組を示す平面図。
【特許請求の範囲】
【請求項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の少なくとも一面上に設けられた粉末繊維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、
該粉末繊維からなる上層シートと、
該粉末繊維からなる下層シートと、
該上層紙と下層紙の間に配置され、該粉末繊維からなり、前記上層紙と下層紙方向に突出する複数の連続した突起物を備えた中間層シートとを有することを特徴とする紙構造体。
【請求項２】
少なくとも一部の該突起物の個々の断面が、該上下層シートに平行な面に沿って正四角形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項３】
少なくとも一部の該突起物のそれぞれの側面が正三角形状であることを特徴とする請求項２に記載の紙構造体。
【請求項４】
少なくとも一部の突起物のそれぞれが正三角形四面体である正四角錐ピラミッド型で、正四角錐ピラミッド型のそれぞれが四辺の底辺と一点の先端部をもつことを特徴とする請求項３に記載の紙構造体。
【請求項５】
それぞれの該正四角錐ピラミッド型の底辺四辺が上層シートか下層シートのいずれかに接着又は付着していることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項６】
該上層シートか下層シートのいずれかに粘着性植物液で中間シートを接着又は付着することを特徴とする請求項５に記載の紙構造体。
【請求項７】
少なくとも一部の正四角錐ピラミッド型突起物の先端が、突起物の底辺に向かって窪んでいることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項８】
少なくとも一部の正四角錐ピラミッド型突起物であって互いに隣接する突起物の一組の共通底辺エッジが突起物の先端に向かって窪んでいることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項９】
複数の該正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジが、中間シートのエッジに平行であることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項１０】
複数の該正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジが中間シートのエッジに対応して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項１１】
該生分解プラスチック基材は上面と下面を持ち、該粉末繊維表面被覆材は該上面と下面とを覆うことを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１２】
該粉末繊維表面被覆材は、少なくとも農産物材料、林産物材料、再生紙材料のうちのいずれか一種より選択された粉末繊維材料により構成されることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１３】
該農産物材料は、サトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの葉、トウモロコシの皮、小麦、藁類，パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、ヘーゼルナッツの殻の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１２に記載の紙構造体。
【請求項１４】
該粉末繊維表面被覆材は、フエルト又はウエブを構成するには機械的に又は摩擦的に絡み合う長さが足りない繊維の粉末材料を有することを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１５】
該中間層シートは該上下層間に延在し複数連続突起物を有する第１中間シートと第２中間シートとを有し、
該第１中間シートの少なくとも一部の突起物の底辺エッジは該上層シートに接着又は付着され、
該第２中間シートの少なくとも一部の突起物の底辺エッジが該下層シートに接着又は付着され、
該第１中間シートの突起物は該第２中間シートの突起物と互いにかみ合っていることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１６】
生分解プラスチック基材と、該生分解プラスチック基材の少なくとも片面上に形成された粉末繊維表面被覆材とを有する粉末繊維紙製品を用いて紙構造体を製造する方法であって、
中間層シートに形成するべき複数の突起物の形に対応する複数の突起物を備えたローラを用いて、中間層シートに複数の突起物を押圧成型する工程と、
上層シートを中間層シートの上面に接合する工程と、
下層シートを中間層シートの底面に接合する工程と、を備えたことを特徴とする紙構造体を製造する方法。
【請求項１７】
該中間層シートに形成された該突起物は上下層に平行な平面に関して四角形状の断面をなし、側面は正三角形であって、突起物は正四角錐のピラミッド形状をなすことを特徴とする請求項１６に記載の紙構造体を製造する方法。
【請求項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の少なくとも一面上に設けられた粉末繊維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、
該粉末繊維からなる上層シートと、
該粉末繊維からなる下層シートと、
該上層紙と下層紙の間に配置され、該粉末繊維からなり、前記上層紙と下層紙方向に突出する複数の連続した突起物を備えた中間層シートとを有することを特徴とする紙構造体。
【請求項２】
少なくとも一部の該突起物の個々の断面が、該上下層シートに平行な面に沿って正四角形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項３】
少なくとも一部の該突起物のそれぞれの側面が正三角形状であることを特徴とする請求項２に記載の紙構造体。
【請求項４】
少なくとも一部の突起物のそれぞれが正三角形四面体である正四角錐ピラミッド型で、正四角錐ピラミッド型のそれぞれが四辺の底辺と一点の先端部をもつことを特徴とする請求項３に記載の紙構造体。
【請求項５】
それぞれの該正四角錐ピラミッド型の底辺四辺が上層シートか下層シートのいずれかに接着又は付着していることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項６】
該上層シートか下層シートのいずれかに粘着性植物液で中間シートを接着又は付着することを特徴とする請求項５に記載の紙構造体。
【請求項７】
少なくとも一部の正四角錐ピラミッド型突起物の先端が、突起物の底辺に向かって窪んでいることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項８】
少なくとも一部の正四角錐ピラミッド型突起物であって互いに隣接する突起物の一組の共通底辺エッジが突起物の先端に向かって窪んでいることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項９】
複数の該正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジが、中間シートのエッジに平行であることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項１０】
複数の該正四角錐ピラミッド型突起物の底辺エッジが中間シートのエッジに対応して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の紙構造体。
【請求項１１】
該生分解プラスチック基材は上面と下面を持ち、該粉末繊維表面被覆材は該上面と下面とを覆うことを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１２】
該粉末繊維表面被覆材は、少なくとも農産物材料、林産物材料、再生紙材料のうちのいずれか一種より選択された粉末繊維材料により構成されることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１３】
該農産物材料は、サトウキビ、亜麻、ケナフ、トウモロコシの茎、綿実の殻、トウモロコシの葉、トウモロコシの皮、小麦、藁類，パイナップルの葉、バナナの茎、バナナの葉、ヘーゼルナッツの殻の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１２に記載の紙構造体。
【請求項１４】
該粉末繊維表面被覆材は、フエルト又はウエブを構成するには機械的に又は摩擦的に絡み合う長さが足りない繊維の粉末材料を有することを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１５】
該中間層シートは該上下層間に延在し複数連続突起物を有する第１中間シートと第２中間シートとを有し、
該第１中間シートの少なくとも一部の突起物の底辺エッジは該上層シートに接着又は付着され、
該第２中間シートの少なくとも一部の突起物の底辺エッジが該下層シートに接着又は付着され、
該第１中間シートの突起物は該第２中間シートの突起物と互いにかみ合っていることを特徴とする請求項１に記載の紙構造体。
【請求項１６】
生分解プラスチック基材と、該生分解プラスチック基材の少なくとも片面上に形成された粉末繊維表面被覆材とを有する粉末繊維紙製品を用いて紙構造体を製造する方法であって、
中間層シートに形成するべき複数の突起物の形に対応する複数の突起物を備えたローラを用いて、中間層シートに複数の突起物を押圧成型する工程と、
上層シートを中間層シートの上面に接合する工程と、
下層シートを中間層シートの底面に接合する工程と、を備えたことを特徴とする紙構造体を製造する方法。
【請求項１７】
該中間層シートに形成された該突起物は上下層に平行な平面に関して四角形状の断面をなし、側面は正三角形であって、突起物は正四角錐のピラミッド形状をなすことを特徴とする請求項１６に記載の紙構造体を製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５１５６７５（Ｐ２００８−５１５６７５Ａ）
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３５９２６（Ｐ２００７−５３５９２６）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３８０６１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７３４８
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０２２８１１５０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３８０６１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７３４８
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０２２８１１５０）
【Ｆターム（参考）】
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