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発明の名称 パルプモールド成形体の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−32198(P2001−32198A)
公開日 平成13年2月6日(2001.2.6)
出願番号 特願平11−201117
出願日 平成11年7月15日(1999.7.15)
代理人 【識別番号】100076532
【弁理士】
【氏名又は名称】羽鳥 修 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4L055
【Fターム(参考)】
4L055 BF07 BF08 FA22 FA30 GA05 
発明者 野々村 著 / 佐藤 篤
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 抄紙型で成形体を成形し、次いで該抄紙型内で該成形体を脱水した後、脱水された湿潤状態の該成形体を該抄紙型から脱型して乾燥型内に装填し、該乾燥型内で湿潤状態の該成形体を加熱乾燥するパルプモールド成形体の製造方法において、前記脱水時に、前記成形体の所定部分の含水率が、他の部分の含水率よりも高くなるように脱水を行うパルプモールド成形体の製造方法。
【請求項2】 成形された前記成形体内に拡縮自在で且つ中空状をなす中子を挿入し、該中子を膨張させて該成形体を抄紙型の内面に押圧して加圧脱水を行い、且つ前記中子による前記成形体の前記所定部分の押圧の圧力を、他の部分よりも低くする請求項1記載のパルプモールド成形体の製造方法。
【請求項3】 前記加圧脱水時に、前記成形体の前記所定部分に、前記中子による該所定部分の押圧を妨げる防護部材を配する請求項2記載のパルプモールド成形体の製造方法。
【請求項4】 前記中子における前記成形体の前記所定部分を押圧する部分の肉厚を他の部分よりも厚くする請求項2記載のパルプモールド成形体の製造方法。
【請求項5】 前記成形体が開口した口頸部及び胴部を有する中空容器であり、該口頸部近傍又は胴部の含水率が、他の部分の含水率よりも高くなるように脱水を行う請求項1〜4の何れかに記載のパルプモールド成形体の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルプモールド成形体の製造方法に関し、詳しくは成形された湿潤状態の成形体の乾燥効率が向上すると共に型内面の形状を忠実に成形体に転写し得るパルプモールド成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】抄紙型にて成形された湿潤状態のパルプモールド成形体は、所定の含水率にまで脱水された後、抄紙型から脱型されて乾燥型内で加熱乾燥される。この場合、脱型された成形体の含水率が低ければ低いほど、乾燥型内での乾燥時間が短縮される。
【0003】しかし、成形体の含水率が低いとパルプの移動性が低下することから、乾燥型内で成形体の形状付与を行う場合には、型内面の形状が忠実に成形体に転写されないことがある。特に、ネジ部や、文字、図形、記号等を浮き彫りにした凹凸部等の形状の転写性が低下する。
【0004】従って、本発明は、成形された湿潤状態の成形体の乾燥効率が向上すると共に型内面の形状を忠実に成形体に転写し得るパルプモールド成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、抄紙型で成形体を成形し、次いで該抄紙型内で該成形体を脱水した後、脱水された湿潤状態の該成形体を該抄紙型から脱型して乾燥型内に装填し、該乾燥型内で湿潤状態の該成形体を加熱乾燥するパルプモールド成形体の製造方法において、前記脱水時に、前記成形体の所定部分の含水率が、他の部分の含水率よりも高くなるように脱水を行うパルプモールド成形体の製造方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のパルプモールド成形体の製造方法の第1の実施形態における抄紙・脱水工程を模式的に示す工程図であり、図1中、(a)は抄紙工程、(b)は押圧部材挿入工程、(c)は加圧・脱水工程、(d)は湿潤状態の未乾燥成形体を取り出す工程である。
【0007】本実施形態は、開口した口頸部を有する円筒ボトル状の中空容器(パルプモールド成形体)の製造に係るものであり、先ず、図1(a)に示すように、一組の割型2,3を突き合わせることにより所定形状のキャビティ4が形成される抄紙用金型1を用意する。両割型2,3を突き合わせた状態では、図1(a)に示すように、抄紙用金型1の上部に外部よりキャビティ4に通じる口部5が形成される。口部5には、ネジ山が形成されている。各割型2,3には、その外側面よりキャビティ4に連通する複数の連通孔6がそれぞれ設けられている。また、各割型2,3の内面は、所定の大きさの網目を有するネット(図示せず)によってそれぞれ被覆されている。
【0008】次に、口部5を通じてキャビティ4内にパルプスラリーを注入する。これと共に連通孔6を通じて割型2,3を外側から吸引してキャビティ4内を減圧し、パルプスラリー中の水分を吸引すると共にキャビティ4の内面を被覆する前記ネット上にパルプ繊維を堆積させる。その結果、前記ネット上には、パルプ繊維が堆積されてなる成形体7が形成される。この成形体7には、開口した口頸部7aが、抄紙用金型1の口部5付近に形成されている。
【0009】所定量のパルプスラリーがキャビティ4内に注入されたら、パルプスラリーの注入を停止しキャビティ4内を完全に吸引・脱水する。引き続き、図1(b)に示すように、キャビティ4内を吸引・減圧すると共に、押圧部材8を、抄紙用金型1の口部5を通じて成形体7内に挿入する。
【0010】押圧部材8は、中子81と、中子81内に挿入されたコア82と、中子81の上部の周囲を取り囲む剛直な防護部材85を備えている。そして、予め、中子81をコア82に捻回し、押圧部材8の横断面形状を、成形体7における口頸部7aの横断面形状よりも小さくした状態(以下、この状態を捻回状態という)にしておき、該捻回状態の押圧部材8が成形体7内に挿入される。
【0011】図2(a)及び(b)には押圧部材8の側面図及び要部拡大縦断面図が示されている。中子81は、拡縮自在で且つ中空状のものであり、その開口部にフランジ81’が形成されている。そして、フランジ81’が上部固定板9aと下部固定板9bとの間に挟持されることで中子81がこれらの固定板に固定される。本実施形態で用いられる中子81は、弾性を有し膨張収縮自在な材料から形成されている。例えば、引張強度、反発弾性及び伸縮性等に優れたウレタン、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム又はエラストマー等の材料から形成されている。また、これらの材料を伸縮性を有する布等にコーティングして形成することもできる。
【0012】コア82は円筒状のパイプから構成されている。コア82の側面には図2(a)及び(b)に示すように多数の開孔部83が形成されている。このパイプからなるコア82には多数の環状空転リング84が外嵌されている。コア82と空転リング84との間には所定のクリアランスがあり、これにより空転リング84が回動可能になされている。
【0013】図2(a)に示すように、コア82の下端部82’は開口しており、この下端部82’に、中子81の下端部内面に形成された所定形状の突起81”が嵌挿されることで、下端部82’が中子81に固定されている。突起81”の横断面形状は、円形よりも楕円形や多角形等の方が回転トルクを大きくさせることができることから好ましい。また、コア82の上端部も同様に開口している。この上端部は、上部固定板9aにボールベアリング(図示せず)を介して固定された管状のジョイント部9cの一端に接続されている。ジョイント部9cはモータ等の駆動手段(図示せず)に接続されており、該駆動手段によってジョイント部9cはその中心軸の周りに回動可能になされている。また、ジョイント部9cの他端は、後述する加圧流体の供給に用いられる接続部9dにボールベアリング(図示せず)を介して接続されている。これにより、接続部9dからジョイント部9c及びコア82の内部を経て開孔部83に至る加圧流体供給用の連通路が形成される。
【0014】図2(a)に示すように、上部固定板9aの下面にはフランジ85aを有する円筒状の防護部材85が配されている。防護部材85は剛直体からなり、フランジ85aを介し固定部材86によって上部固定板9aの下面に取り付けられている。防護部材85の内径は、捻回状態の中子81の外径よりも大きく且つ抄紙用金型1に形成された成形体7の口頸部7aの内径よりも小さくなされている。また、防護部材85は、押圧部材8が成形体7内に挿入されたときに、成形体7の口頸部7aと相対する位置に位置するように、その高さが調節されている。防護部材85は金属又は樹脂等からなる。具体的には、引張強度及び反発弾性が高く、伸びにくい材料、例えば、ウレタン、ゴム、シリコン等から形成されている。
【0015】中子81をコア82に捻回させるには、前記駆動手段によってジョイント部9cを回転させる。コア82はジョイント部9cに直接接続されているので、ジョイント部9cの回転と共にコア82も回転する。しかし、接続部9dは、ボールベアリングを介してジョイント部9cに接続されているので回転しない。一方、中子81は、その開口部のフランジ81’が上下部固定板9a,9bによって挟持・固定されていると共にその下端部内面がコア82の下端部82’に固定されているので、この状態下にコア82が回転することによって次第に捻回されていく。コア82には空転リング84が外嵌されているので、中子81は空転リング84の表面に沿って捻回される。この場合、空転リング84は回動可能になされているので、コア82の回転と共に回転せず空回りする。その結果、中子81は、コア82との固定点を起点として極めて円滑に捻回する。中子81及びコア82の形状等にもよるが、コア82を約2〜2.5回転させて中子81をコア82に捻回する。
【0016】中子81がコア82に捻回されることで、押圧部材8の横断面形状は成形体7における口頸部7aの横断面形状よりも小さくなる。更に好ましくは、中子81内を減圧吸引することで、押圧部材8を更に小さくすることができる。しかも、中子81の捻回状態において、防護部材85が中子81の上部の周囲を取り囲んでいるので、押圧部材8は、口頸部7aに接触すること無く成形体7内に挿入され、口頸部7aのパルプの剥落が防止される。また、中子81の形状(捻回されていない状態での形状)は、キャビティ4の形状と略同形状であるか又はそれよりも大きいことが、中子81の拡張倍率を小さくでき、その耐久性を向上させ得ることから好ましい。
【0017】再び図1に戻ると、図1(c)に示すように、押圧部材8を成形体7内に挿入し且つ下部固定板9bによって口部5を閉塞する。この状態においては、押圧部材8における防護部材85は、成形体7における口頸部7aと相対する位置に位置しており且つ防護部材85と口頸部7aとの間には所定のクリアランスが形成されている。この状態下に、ジョイント部9cを逆回転させて中子81の捻回状態を解放する。この操作と共に、接続部9dを通じて、加圧流体の供給源から所定の加圧流体をコア82内に供給する。供給された加圧流体は、コア82の側面に形成された開孔部83を経由し、更にコア82と空転リング(図示せず)とのクリアランス、及び二つの空転リング間の空隙を通じて中子81の内部に供給される。また加圧流体の供給と共に割型2,3を外部から吸引する。これにより中子81を膨張させ、膨張した中子81によって成形体7をキャビティ4の内面に押圧する。コア82の側面には多数の開孔部83が形成されているので、中子81が全体的に且つ同時に膨張し、成形体7はキャビティ4の内面に均一に押圧される。但し、成形体7における口頸部7aの位置には防護部材85が配されているので、口頸部7aにおいては、中子81による押圧が妨げられる。中子81を膨張させるために用いられる加圧流体としては、例えば圧縮空気(加熱空気)、油(加熱油)、その他各種の液が使用される。加圧流体の供給圧力は、0.01〜5MPa、特に0.1〜3MPaとすることが好ましい。
【0018】中子81による押圧によって、成形体7にキャビティ4の内面形状が転写されると共に加圧脱水が進行する。このように、キャビティ4の内部から成形体7がキャビティ4の内面に押し付けられるために、吸引脱水に比して成形体7の脱水が効率的に行われる。しかも、キャビティ4の内面の形状が複雑であっても、精度良くキャビティ4の内面の形状が成形体7に転写される。更に、成形体7はその口頸部7aを除く何れの部分においてもほぼ同じ圧力で押圧される。口頸部7aの押圧の圧力は、成形体に7における他の部分の圧力よりも低くなる。その結果、成形体7における口頸部7aの含水率が他の部分よりも高くなり、また成形体7における口頸部7aを除く部分の肉厚が均一となる。本実施形態においては、成形体7における口頸部7aの含水率は、65〜80重量%、特に70〜75重量%であることが、口頸部7aの保形性と後述する加熱乾燥工程での形状付与のし易さのバランスの点から好ましい。成形体7における口頸部7a以外の部分の含水率は、40〜70重量%、特に55〜65重量%であることが、成形体7の表面にネットの網目模様が転写されず表面性が向上する点、及び加熱乾燥工程での効率が良い点から好ましい。
【0019】成形体7にキャビティ4の内面の形状が十分に転写され且つ成形体7を所定の含水率まで脱水できたら、図1(d)に示すように、中子81内の加圧流体を抜く。この操作と共に、ジョイント部9cを回転させてコア82を回転させ、中子81をコア82の周囲に捻回する。その結果、中子81が挿入前の捻回状態に戻る。次いで押圧部材8をキャビティ4内より取り出す。押圧部材8は、キャビティ4に挿入される前の大きさと同じになっているので、成形体7の口頸部7aに接触すること無く成形体7内から取り出され、口頸部7aのパルプの剥落が防止される。次いで押圧部材8の取り出しと共に抄紙用金型1を開いて湿潤状態の未乾燥パルプモールド成形体7を脱型する。この成形体7においては、口頸部7の含水率が、他の部分の含水率よりも高くなっている。
【0020】脱型された成形体7は次に加熱乾燥工程に付される。加熱乾燥工程では、成形体への最終的な形状付与及び乾燥が行われる。加熱乾燥工程では、抄紙・脱水を行わず、加熱された状態の加熱用金型を用いること以外は、図1に示す抄紙・脱水工程とほぼ同様の操作が行われる。即ち、先ず、一組の割型を突き合わせることにより成形すべきパルプモールド成形体の外形に対応した形状のキャビティが形成される加熱用金型を別途用意し、該加熱用金型を所定温度に加熱しておく。本実施形態においては、加熱用金型のキャビティ形状と抄紙用金型のキャビティ形状とは同じになされている。加熱された状態の加熱用金型のキャビティ内に湿潤状態の未乾燥成形体7を装填し、押圧部材8と同様の押圧部材を、同様の捻回状態下に用いて成形体7を押圧し、キャビティ内面の形状を成形体7に転写すると共に成形体7を加熱乾燥させる。但し、加熱乾燥工程で用いられる押圧部材には、抄紙・脱水工程で用いられた押圧部材8と異なり、防護部材85が取り付けられていない。従って、この押圧部材による押圧では、抄紙・脱水工程と異なり成形体7全体が押圧される。前述の通り、成形体7においては、口頸部7の含水率が、他の部分の含水率よりも高くなっているので、含水率の高い口頸部7ではパルプ繊維の移動性が高く、押圧部材による押圧で、加熱用金型の口部に形成されたネジ山の形状が、口頸部7に忠実に転写される。一方、成形体7における口頸部7aを除く部分は、抄紙・脱水工程において既に所定の含水率にまで脱水されているので、速やかに乾燥される。このように、本実施形態によれば、湿潤状態の成形体の乾燥効率が向上すると共に型内面の複雑な形状も忠実に成形体に転写される。成形体7全体が所定の含水率にまで乾燥できたら、加熱用金型を開き、パルプモールド成形体を取り出す。
【0021】次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態においては第1の実施形態と異なる点についてのみ説明し、特に説明しない点については第1の実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。
【0022】第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第2の実施形態に用いられる押圧部材には、第1の実施形態の抄紙・脱水工程で用いた押圧部材8と異なり防護部材85が取り付けられていない点である。これに代えて第2の実施形態に用いられる押圧部材8においては、中子81における成形体7の口頸部7aを押圧する部分(以下、口頸部対応部)の肉厚が、他の部分よりも厚くなっている。即ち、中子81が膨張したときに成形体7の口頸部7aを押圧する部分(口頸部対応部)の肉厚が、他の部分よりも厚くなっており、該口頸部対応部が中子81における他の部分よりも膨張しづらくなっている。その結果、中子81による未乾燥成形体7の加圧脱水においては、中子81における口頸部対応部による口頸部7aの押圧の圧力が、中子81における他の部分よりも低くなり、成形体7における口頸部7aの含水率が、成形体7における他の部分の含水率よりも低くなる。尚、成形体7における口頸部7aの含水率及び他の部分の含水率は第1の実施形態と同様である。
【0023】本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、前記実施形態においては脱水時に含水率を高める部分を成形体7の口頸部7aとしたが、キャビティ4の内面の形状が複雑な部分であればどの部分でもよい。例えば、成形体7の胴部に文字、図形、記号等を浮き彫りにした凹凸部を転写させたい場合には、該胴部の含水率を、成形体における他の部分よりも高くなるように脱水すればよい。
【0024】また、脱水時における成形体7の含水率の調整には、前記実施形態のように中子を用いた加圧脱水に代えて、吸引力を局所的に変えた吸引脱水を用いてもよい。
【0025】また本発明の製造方法を、広い開口部を有する箱形のカートン状成形体の製造に適用してもよい。
【0026】また、広い開口部を有し、中子81の拡縮をあまり必要としない形状の成形体を成形する場合には、中子81には拡縮可能な可撓性があればよく、弾性(膨張収縮性)は要しない。そのような材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【0027】また、抄紙工程と加熱乾燥工程でそれぞれ用いられる押圧部材(中子及びコア等)は、互いに異なる形状、材質のものを用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、成形された湿潤状態の成形体の乾燥効率が向上すると共に型内面の形状を忠実に成形体に転写し得るパルプモールド成形体の製造方法が提供される。




 

 


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