JP2004506534A

JP2004506534A - 生分解性植物繊維製品製造装置

Info

Publication number: JP2004506534A
Application number: JP2001521818A
Authority: JP
Inventors: ザン、ウェイ
Original assignee: プリムローズ・ホールディングス・リミテッド
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2004-03-04
Also published as: EP1218580A4; KR20020039668A; AU5615799A; WO2001018292A1; EP1218580A1; CA2384116A1

Abstract

【課題】生分解性植物繊維製品製造装置
【解決手段】本発明は発泡繊維製品を成形する成形装置を提供する。複数の上側および下側下モールドは、協調作動する各モールド対が回転サイクルの特定部分期間中開いているように同時回転支持物上に装備される。開いた状態において、前の製品が押し出され、後続する成形作業のために、モールドが清掃され、モールドに解放剤が導入され、更なる材料が導入される。次に、モールドが閉じて、回転を継続する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
（発明の属する分野）
本発明は成形装置に関し、とりわけ、必ずしも排他的意味をもつとは限らないが、生分解性繊維発泡材料を成形する装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ファーストフード産業においては、売店で販売される食物を包むために様々なパッケージまたは材料が使用されている。ただし、これらのパッケージの全てが必ずしも生分解性であるとは限らないので、環境問題の原因となることがあり得る。
【０００３】
この種の包装製品用として開発された改良材料には生分解性繊維から作られた発泡材料が含まれる。ただし、この種の材料は開発されたが、このタイプの材料を使用する包装体の自動製造装置は容易に開発されなかった。
【０００４】
例えば回転式または射出式成形などのような従来型の塑性成形はこのタイプの材料には不適当である。この種の材料は高温および高圧において事前決定された所定期間に亘って硬化することが必要であり、従って、射出成形機のインジェクタを通過させるには不適当である。
【０００５】
この種の材料は結果的に比較的単純な手段を用いて包装体に形成されている。これらの手段には、対向する成型部分を一緒に圧縮するためのレバーを用いる手作業用ダイス又はモールド（成形型）が含まれる。ファーストフード産業またはこの種の生分解性包装が望まれる他の産業用包装体を作成するためには、効率を向上させる自動制御および自動生産可能な装置が必要である。
【０００６】
その上、以前の装置にはの手作業的要素が含まれるのでオペレータは均一な温度、圧力、及び、時間操作を保証できず、従って、製造された製品の品質にばらつきを生じる傾向がある。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の目的は、更に効率的な製造、及び／又は、更に高品質の製品を提供するために、又は、少なくとも有用な選択を大衆に提供するために、従来技術の問題および欠点のいくらかを克服するであろう繊維発泡品目製造自動装置を提供することにある。
【０００８】
（発明の概要）
本発明は次に示す項目を備える広い意味における成形装置であると言っても差し支えない。
【０００９】
その一方の側に複数の個別モールド部分を有する第１モールド支持手段。
【００１０】
その一方の側に複数のモールド部分を有する第２モールド支持手段。前記第１および第２モールド支持手段の前記の側に前記モールド部分が相互に対向して設置され、前記モールド部分はそれらの間に複数のモールド空洞部を形成するように協調作動する複数のモールド空洞対を形成するように前記モールド支持手段上に配置される。
【００１１】
共通軸のまわりにおける前記第１および第２モールド支持手段の同時回転を可能にする回転式設置および駆動手段。
【００１２】
モールド支持手段の回転期間を通じて不連続な間隔で前記モールド部分対を独立して開閉する手段。
【００１３】
１対の前記成形部分が開くときに、完成した製品を前記モールド空洞から押し出すために前記モールド支持手段に隣接して配置された少なくとも１つの製品を押し出す手段。
【００１４】
前に位置する製品の押し出しが完了した後で、前記１対のモールド部分が開いている間に、前記モールド部分に材料を導入するために前記モールド支持手段に隣接配置された少なくとも１つの材料フィーダ。
【００１５】
前記モールド部分の少なくとも温度を制御するための制御手段。
【００１６】
（好ましい具体例の詳細な説明）
本発明は繊維物質から一般的に製品を成型するための造型機に関する。この種の製品はファーストフード産業用皿または様々な種類の包装などの用具として使用できる。
【００１７】
ここに述べる好ましい具体例は一般的にこの種繊維発泡材料からの製品製造に関係するものであるが、本装置の態様は他の材料用の造型機にも充分に適用可能である。
【００１８】
図１を参照し、本装置はその上に複数の成形部分３が位置される第１モールド支持手段２を有する機械１を備える。成形部分３はモールド支持手段２の第１側部６に位置される。
【００１９】
この第１モールド支援手段２に対向するのは第２モールド支持手段４である。第２モールド支持手段４は第１モールド支持手段２から分離され、複数の成形部分５を担持する。再度説明すれば、これらの成形部分５は第２成形支持手段４の面７上に配置され、かつ、これらの部分が第１モールド支持手段２上の成形部分３に対向して協調するように配置される。
【００２０】
この種の配置構成に関して、対向するモールド支持手段２および４上の成形部分３および５は各対間に個別モールド空洞を形成する部分の対を形成するように協調する。
【００２１】
成形部分３および５で構成される協調対を開閉するための手段が成形部分の各対に対して装備される。この好ましい具体例に示すように、上側成形部分５は、それ自体は油圧シリンダ又は類似物１０によって動力供給可能なアーム８によって駆動される。この油圧シリンダ１０は成形動作圧力を調整することが可能であり、また、必要に応じてモールドを閉じることができる。
【００２２】
上側モールド部分５は図１の位置９に示すように開いた状態になることが可能であり、この位置において、この上側部分５に接続されたアーム８は第２番モールド支持手段４内に引っ込められる。この引き込み動作は油圧により、又は、機械的に、又は、必要に応じた他の手段によって実施可能である。
【００２３】
一般に、この好ましい具体例において、第１および第２モールド支持手段２および４はそれぞれ下側および上側モールド支持手段として配置されることに留意されたい。本記述全体を通じて上側および下側と言う称呼の基準はこの特定の具体例に関するものであり、厳密な空間的構成でなくて相対的な配置構成を基準とするものである。一般に、上側と下側モールド支持手段を装備すること、及び、これら支持手段の中間に位置するモールドを操作すること（方式）は、モールド支持手段のまわりに配列された関連装置の構成を一層容易にすることが分かった。
【００２４】
第１および第２モールド支持手段２および４は両方共全体的な中心軸のまわりに同軸的に設置される。駆動手段１２は第１および第２モールド支持手段の両方を同時に回転駆動するためのメインギヤ１３又は類似体を含むトランスミッションを介して作用する電動機または類似体の形で装備される。モールド部分３および５の各対が設置位置において軸１１のまわりで一緒に動くにつれて生じる下側と上側のモールド部分３および５の間の水平方向におけるあらゆる相対運動を防止するには同時回転が必要である。
【００２５】
回転を生じる駆動装置の形式およびモールド支持手段２および４を駆動するためのトランスミッションが装備される仕方にはこの目的を達成するためのあらゆるメカニズムが含まれ得る。
【００２６】
モールド支持手段２および４を回転させることにより、他の装置は成形部分３および５の対の回転経路に隣接して配置構成することが可能である。
【００２７】
成形部分の回転経路に隣接して配置された上記以外の装置には製品を押し出す手段１４および後続する成形作業のために材料をモールド空洞に再充填するための材料供給またはローディング装置１５が含まれる。
【００２８】
この好ましい具体例は成形作業を時間的に調節するためにモールド支持手段２の回転を利用する。成形部分３および５の各対は回転期間中に特定の間隔で開いた状態になり、直ぐ前の製品が押し出され、更に、材料がモールド内に導入されることを可能にする。それ自体成形された製品を作成するために、残りの回転期間を通じて管理された温度および圧力状態の下でモールドが閉じられる。
【００２９】
好ましい本具体例は、成形部分３および５の回転経路のまわりに設置された１つの単一製品押し出し手段１４および材料供給装置を使用する。勿論、代替具体例はモールド支持手段２および４のまわりに不連続な間隔で２組またはそれ以上の組のこれら装置追加部分を装備することも可能であり、この具体例に示すように、モールド支持手段２および４を３６０度回転させる全回転作業することなくモールド支持手段２および４を例えば１８０度回転させることによって成形作業が完成される。
【００３０】
好ましい本具体例において、モールド部分３および５は中心軸１１のまわりに実質的に同心円的に位置するように配置される。これにより、製品押し出し手段１４および材料フィーダ１５などの関連装置の調整または移動の必要性が最小限化される。ただし、別の具体例において、成形部分３および５の協調作動する対が、モールド支持手段２および４上においてスタッガ形成、又は、モールド支持手段２および４の対向面６および７上において内側および外側同心円配列可能である。
【００３１】
好ましい具体例の第１モールド支持手段２の平面図を図２に示す。成形部分３は支持手段２の外側縁１６に向かう１つの単一同心円状に配置されていることが分かる。支持手段２のまわりにおける装置の配置を更に簡単にするために、支持手段２は概して外側が円形状周であることが好ましく、モールド部分の各々は前記の外側縁から等距離に位置し、また、相互に等しい放射角度「Ｘ」をもつことが好ましい。支持手段４上におけるモールド部分５の識別は同様である。
【００３２】
回転可能な支持手段２に隣接する材料供給装置１５と共に支持手段２を図３に示す。コントローラ２６はユニットの全動作に亙って全体制御する。
【００３３】
材料供給ユニットおよび回転可能支持手段２および４に隣接配置された他の装置を備えたこれら支持手段の回転は連続的または断続的のいずれであっても差し支えない。
【００３４】
連続的である場合には、関連装置は当該装置を通過して移動する成形部分と共に作動することが必要である。例えば、材料フィーダ１５の場合には、このフィーダは材料を送出可能でなくてはならず、同時に、モールドは当該装置の通過を継続し、かつ、材料を受け取るに十分なだけ装置１５にモールドが近接した状態で材料を送出するように時間調整されることが必要である。その代りに、少なくとも材料を送出するために充分な距離全体に亘るターンテーブルを備えた材料供給ユニット１５の幾らかの運動が必要である。
【００３５】
例えば材料供給ユニット１５のような関連装置に隣接するように各モールドを移動させ、その後で作業が実施される期間中それを静止状態に維持するようにモールド支持手段２および４が断続的に動かされる場合には、代替動作が行われる。次に、装置１５および他のこの種装置に隣接するように別のモールドを位置決めするようにテーブルを回転させるために駆動装置は制御手段によって再結合可能である。駆動装置全体に亙るこの全制御は必要に応じて駆動装置を活動化し、不活動化し、又は、駆動装置の速度を調整するコントローラ２６によって提供される。
【００３６】
図５および６に材料供給装置１５を更に詳細に示す。
【００３７】
これらの図を参照し、材料供給装置１５が、ばら材料を受け取るための初期用漏斗またはホッパ３８を有することが分かる。スクリュコンベヤ３７は材料を回転テーブル３６に引き渡すために原動機３９によって駆動される。この回転テーブル３６は材料をスクリュコンベヤ３７からモールド自体まで運ぶように作用する。図１に示すように、テーブル３６はモールド３の空洞上を通過するように回転する。
【００３８】
回転テーブル３６はスクリュコンベヤ３７から材料４１の一部分を受け取るシリンダ４２を含む。材料４１はシリンダ４２内に押し込まれ、その量はシリンダ４２内で移動するピストン３２によって制御される。装備された調節可能なストップ３４はピストン３２の後方エレメントに接触し、ピストン３２の行程を制限する。この好ましい形式において、ピストン３２後部において同様の角度をもつ面４４と接触し、これと協調する角度をもつ面４３を備えたねじ山の形でストップ３４が装備される。上記の面はねじ山３４の方向とピストン移動行程との中間角度において接触するので、ピストン３２の停止位置は停止手段３４の回転、その結果としてのシリンダ４２内への侵入によって調節され得る。
【００３９】
ピストン３２の外向き移動行程を制限するために更なる停止手段３３が装備されている。
【００４０】
図６の平面図に示すように、中心軸３５のまわりに回転するテーブル３６のまわりに複数のシリンダ４２が装備されている。作動に際して、材料４１はシリンダ４２の端末部内に供給され、その量はピストン３２の後方移動行程によって制御される。
【００４１】
テーブルが回転するにつれて、図１に示すように、シリンダ４２はテーブル３６の対向する側の下で回転するモールドの上を通過する。或る時点において、ピストン３２の後方入り口４０を介してシリンダ４２内に流体が導入される。この流体は必要に応じて圧縮性気体または油圧油であっても差し支えない。この好ましい形式においては、圧縮空気がシリンダ４２内に導入される。
【００４２】
流体の導入によって、ピストン３２はその外向き位置に強制され、下を通過するモールド内に材料４１を送り出す。
【００４３】
図６に示すように、テーブル３６はモールド支持物手段２と４の回転に対向する方向を示す矢印４５の方向へ回転する。このような回転は、その下の交差する弓形通路上をモールド及びシリンダ４２が移動するにつれて、モールド上を通過する追加時間がシリンダ４２に与えられることを保証する。
【００４４】
モールドとシリンダ４２の弓形通路の交差により、モールド支持手段２および４は材料送り出し期間全体に亘ってモールド支持手段の断続回転を利用することなくそれらの回転を継続可能である。材料送り出しのタイミング（時間調整）は、入り口４０を通過する圧縮気体の導入タイミングを介して制御可能であり、必要に応じて、マイクロプロセッサ制御、又は、位置センサ制御、又は、機械的時間調整が可能である。
【００４５】
図７および８を参照し、成形部分３および５を更に詳細に示す。
【００４６】
先ず図７を参照することにより、モールドが高い温度で作動可能であるように本装置は各モールド内に温度制御メカニズムを含むことが分かる。この図７において、上側および下側モールド部分５および３はそれぞれそれらの間でモールド空洞５０を形成するような閉じた状態において示される。
【００４７】
加熱手段５８および５９は上側および下側モールド５および３にそれぞれ装備される。その目的は成形作業温度を上げることであり、この好ましい形式においては上側および下側両方に加熱器を装備することに留意されたい。ただし、代替具体例において、１つの単一ヒータを利用しても差し支えない。
【００４８】
この好ましい具体例においては、成形表面のまわりに均等に分散された電力加熱手段５８および５９が用いられる。
【００４９】
モールドの加熱はモールド表面に隣接した設置された適当なセンサ５６の配置によって制御されても差し支えない。その代りに、成形温度の全体的な表示を得るために当該モールド上の他の場所にセンサを配置しても差し支えない。装備されるセンサ５６は単数であっても、複数であっても差し支えなく、モールド空洞へ熱的に接続されることだけが必要である。
【００５０】
図７の装置は閉じた状態における上側および下側モールド５および３を示す。この場合、上側モールドに取り付けられたロッド８はモールドを閉じるために圧し下げた状態にある。上側モールドはモールドシート５１を有し、この場合には流体ジャケット６０を備える冷却システムがその上に配置される。下側モールド３は同様にモールドのまわりに、ただし、成形表面自体から離れて、冷却剤の通過を可能にするために流体ジャケット６３を有する。この冷却システムは、装置の残りの部分がモールド空洞５０内に発生した高温から断熱されるように、好ましい例において装備されている。これは、他の機械的、電気的、或いは、同様の構成要素が熱的に保護される必要性をなくする。
【００５１】
冷却剤ジャケット６０および６３はそれぞれ冷却剤を入れるための入り口６１および６４、及び、冷却剤を出すための出口６２および６５を備える。ジャケット６０のまわりの冷却剤の流れは、冷却剤がジャケット６０および６３を改めて通過するために戻される以前に過剰な熱がモールドから引き出されて分散されることを可能にする。
【００５２】
冷却剤システムは例えば断熱層のような代替手段によって提供可能である。ただし、過剰熱が発生してもその分散は可能でない。冷却流体はあらゆる適当な熱伝導性液体または気体であり得る。
【００５３】
この好ましい具体例では、適当な温度センサ５６からの情報がヒータ５８および５９の操作を自己制御する全体制御メカニズム２６に提供される。この操作には、必要に応じたヒータのスイッチオン及びスイッチオフ、又は、この方が好ましい場合には、ヒータ出力の調節された制御が含まれる。
【００５４】
図８を参照し、製品押し出し機構１４を部分的に示すために、上側および下側モールド５および３をそれぞれ図示することとする。
【００５５】
この図において、上側モールド５が下側モールド３から引き出された状態が示される。上側モールド５が引き出されるにつれて、バネ７４によってバイアスされたプッシュリング７１が作動し、上側モールド５の表面からの製品７６の解放を援助する。その断面を図７に示すプッシュリング７１が製品７６の上側縁に作用する状態が図７に示される。
【００５６】
上側モールド支持部５１が上昇するにつれて、圧縮バネの形のバイアス手段７４およびその関連接続ボルト７３がプッシュリング７１を上側モールド５の全表面に亙って下方に駆動する。製品７６が上側モールドに対して作っている密封性を破るにはプッシュリング７１を極く僅かに動かすだけで充分である。
【００５７】
製品７６は、モールド３の底部を介して作用するプッシュロッド７２を使用して下側モールド３から持ち上げることができる。
【００５８】
一旦上側モールド５が十分に引っ込められると、プッシュロッド７２は製品７６を下側モールド３から離して持ち上げることが可能であり、製品７６は、図１に示す押し出しロッド７８によってプッシュロッド７２の移動方向に対して横方向に押し出し可能であることを理解されたい。
【００５９】
押し出し機構１４および材料供給ユニット１５は別として、他の装置は、モールドが開いた状態において作動可能である。詳細には、本装置は、別の製品を形成するために更なる材料を入力する以前にモールドから屑を除去するための掃除ステップを含む。この好ましい具体例において、本装置は、モールドから屑を吹き飛ばすための圧縮気体出口用ノズルを備える。他の手段は必要に応じて使用可能である。
【００６０】
製品の押し出しと新規材料の配置との間に介在する別の中間ステップは潤滑剤の導入またはモールド内への解放剤放出であっても差し支えない。これによって、モールド表面からの製品解放が支援され、この場合にも、上側および下側モールド表面の一方または両方に潤滑剤スプレー又は解放剤放出を実施するためのノズルを装備しても差し支えない。
【００６１】
コントローラ２６は上側および下側モールド支持手段２および４の回転、材料供給ユニット１５のタイミング、モールドの温度、及び、他の動作を必要に応じて制御可能である。この好ましい具体例に関する事象の順序および事象のタイミングを図４に示す。
【００６２】
図４は動作の相対的タイミングを示す。これは所定期間に亙る一般的な動作を詳述する。即ち、モールドは８１と共に開かれ、最初の２つの時間単位の間はモールドが開き、最後の２つの時間単位の間は閉じ、中間の６時間単位の間は完全に開いた状態に留どまる。
【００６３】
上側プッシュリングは、モールドが開き始めて一度完全に開いた僅かに後で作動し、開いた状態になるには短時間のバイアスだけを必要とする。これは図４の線８２によってに示される。
【００６４】
下側プッシュロッドの動作は線８３によって示され、製品がモールド３の空洞から離れるようにプッシュロッド７２によって押されることが可能であるように上側プッシュリングがその押し上げ運動を開始した僅かに後で作動する。
【００６５】
線８４は下側プッシュロッドの最上面から製品を押し出すための製品プッシュアーム７８の作動期間を示す。これは、その次の動作のために下側プッシュロッドを下げる以前に下側プッシュロッドがその拡張位置に到達して終了した後で作動開始するように時間調整される。
【００６６】
線８５は掃除および潤滑剤のスプレイ又は解放剤のモールド内放出動作を示す。このステップには、線８６によって示すように所定期間に亙って材料がモールドに再導入されることが後続するだけである。材料が一旦モールドに導入されると、モールドは閉止を開始可能である。
【００６７】
作動に際しては、この好ましい具体例は材料をモールドに導入し、その時点においてモールドが閉じ、中心軸１１のまわりに２７０度を超過して回転する。この回転および回転速度に関する所要時間は成形作業に必要な時間によって決定される。
【００６８】
モールドがサイクルの完成に接近するにつれて、製品押し出し、モールドの清掃、及び、更なる材料が導入される以前における解放剤放出のためにモールドが開く。
【００６９】
本装置からの製品の実質的な連続製造を提供するために、上側および下側モールド５および３のそれぞれの対はこのサイクルを独立的に実施することが理解できる。
【００７０】
本発明は特定の好ましい具体例態に関して説明ているが、装置に関する多数のステップ又はアイテムは、動作に関して必須条件でない限り、既知の等価ステップ又はアイテムによって代替または省略されても差し支えないことを理解されたい。本発明は一例として提供された記述によって限定されるものとみなされてはならず、その代りに添付の請求の範囲によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従った成形装置の１具体例の立面図である。
【図２】
成形部分の配置構成を示すためのモールド支持手段の１つの表面の概略図である。
【図３】
関連装置の配置構成を示すモールド支持手段の更なる平面図である。
【図４】
動作のタイミング順序を詳述する図表チャートである。
【図５】
図１に示す装置の一部分を形成する材料供給ユニットの断面立面図である。
【図６】
図５に示す装置の平面図である。
【図７】
好ましい実施形態の１対の成形部分の断面立面図である。
【図８】
開いた状態における図７の装置の更なる断面立面図である。

Claims

成形装置であって、
その一方の側に複数の個別モールド部分を有する第１モールド支持手段と、
その一方の側に複数のモールド部分を有する第２モールド支持手段とを有し、前記第１および第２モールド支持手段の前記の側に前記モールド部分が相互に対向して設置され、前記モールド部分はそれらの間に複数のモールド空洞部を形成するように協調作動する複数のモールド空洞対を形成するように前記モールド支持手段上に配置され、
共通軸のまわりにおける前記第１および第２モールド支持手段の同時回転を可能にする回転式設置および駆動手段と、
モールド支持手段の回転期間を通じて不連続な間隔で前記モールド部分対を独立して開閉する手段と、
１対の前記成形部分が開くときに、完成した製品を前記モールド空洞から押し出すために前記モールド支持手段に隣接して配置された少なくとも１つの製品を押し出す手段と、
前に位置する製品の押し出しが完了した後で、前記１対のモールド部分が開いている間に、前記モールド部分に材料を導入するために前記モールド支持手段に隣接配置された少なくとも１つのフィーダと、
前記モールド部分の少なくとも温度を制御するための制御手段と
を備える形成装置。
前記第１および第２モールド支持手段が実質的に水平な平面内において回転する下側および上側モールド支持手段として装備される請求項１に記載の成形装置。
モールド部分で構成される各対の少なくとも１つが成形されつつある製品を加熱するための加熱手段を備える請求項１に記載の成形装置。
両方の前記モールド部分が加熱手段を備える請求項３に記載の成形装置。
前記加熱手段が前記モールド部分内に電気加熱コイルを備える請求項３または請求項４に記載の成形装置。
前記モールド部分を前記装置の残りの部分から断熱するために冷却手段が装備されている請求項１に記載の成形装置。
少なくとも１つの前記材料フィーダが前記第１モールド支持手段上のモールド部分が前記回転式送り出し部分の弓形通路と交差してその下を通過するように前記第１モールド支持手段に対して平行な平面内において軸のまわりを反対方向に回転する回転式送り出し部分を含む請求項１に記載の成形装置。
製品押出し以後かつ更なる製品生産用材料導入以前においてモールド部分の前記協調作動対の少なくとも１つから屑を除去するための清掃装置を更に備える請求項１に記載の成形装置。
モールド部分の各協調作動対の少なくとも１つに潤滑剤または解放剤を送り出す手段を更に含む請求項１に記載の成形装置。