JP2005002529A - パルプモールド成形品の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルプスラリーからパルプ成分を抄き取り、脱水してパルプモールド中間成形品を得る抄造成形機構と加熱下にプレスする重合硬化機構の自動化装置を提供する。
【解決手段】パルプスラリーが供給される充填バケット（２）と、
該充填バケット（２）の下部に接続して設けられ、該充填バケット内のパルプ成分を抄き取る漉形成型（３）と、
該漉形成型（３）が加圧位置に移動して、該漉形成型（３）との間で互いに係合し合い、抄造成形帯域を形成することが可能な加圧コア型（１３）と
からなる抄造成形機構と、
前記抄造成形機構において形成されたパルプモールド中間成形品を吸引移行する手段を有する加圧コア型（１３）と、
加圧位置に移動し、該加圧コア型（１３）から該パルプモールド中間成形品が移載され、該加圧コア型（１３）と互いに係合し合い、前記パルプモールド中間成形品を加熱プレスしてパルプセルローズを重合硬化する重合硬化型（７）と
からなる重合硬化機構と
を少なくとも有することを特徴とするパルプモールド成形品の製造装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプモールド成形品（パルプ抄造成形品）の製造装置に関するものであり、さらに詳しくは、パルプ原料液からパルプ成分を抄き取り、かつ脱水してパルプモールド中間成形品を得る抄造成形機構および該抄造成形機構において形成されたパルプモールド中間成形品を加熱下においてプレスして形状熱固定を行い、さらに、加熱下にプレスすることにより、パルプセルローズが重合硬化されたパルプモールド成形品を得る重合硬化機構を有するパルプモールド成形品の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食料品の販売、保存等には食器をはじめ各種の容器として合成樹脂、例えばポリウレタン等を原料とする合成系成形品が多く用いられているが、環境保全の対応への必要性から合成樹脂の使用は制限され、天然材料の使用が要求される状況にある。かかる状況下において、従来、紙製品に使用されてきたパルプセルローズが容器等の成形用天然材料として注目され、各種の技術開発が行われている。
【０００３】
これらの技術開発のなかでパルプセルローズを原料として使用する抄造容器の製造装置がポリウレタン製容器等の製造装置とは基本的に異なることから、種々の検討が行われており、従前の抄紙機構を利用し、パルプ原料液からパルプセルローズ等のパルプ成分を取り出し立体形状に成形されたパルプモールド成形品を得る製造装置が提案されている。
【０００４】
例えば、パルプ原料液中からパルプ成分を抄き取り、該パルプ成分中の水分を脱水し、得られた含水抄造容器を加熱下にプレスし、乾燥成型する抄造容器の製造装置が提案されている（特許文献１（特開平６−４９８００号公報）参照。）。該製造装置では、パルプ原料液中からパルプ成分を抄き取り、かつ該パルプ成分中の水分を脱水して含水抄造容器を得る抄紙成型機構および含水抄造容器を加熱下にプレスして乾燥成型する加熱プレス機構を有するものであり、パルプ原料液中のパルプ成分を抄き取る抄紙成型下型が上昇し、上型が降下し形成される抄造形成空間で含水抄造容器を加圧した後、下型が加熱プレス機構に移送され、加熱プレス上型が降下してプレスする構成を採用している。また、パルプスラリー中に抄き型を浸漬させて吸引し、該抄き型上に得られた含水推積物を取り型内に吸引し、含水抄造成形物を互いに係合しあう一対の金型に移行させ、所定のクリアランスを持つように金型の位置を制御しながら加熱乾燥する抄造成形品の製造装置が提供されている（特許文献２（特開２０００−３４７００号公報）参照。）。
【０００５】
該製造装置でも、抄紙成型品の原料から抄紙成分を抄き取り脱水する抄き型と、該抄き型内の含水抄造成形物を移載する成形型（成形型は回転テーブル上に一定間隔に配置され、抄造成形物の乾燥成型を行う。）とを構成要素としている。
【０００６】
しかしながら、これらの先行技術で開示されている製造装置は、いずれもパルプスラリー中のパルプ成分の抄造手段と加熱プレス手段とをそれぞれ独立に上型と、該上型と互いに係合しあう下型とをそれぞれ有するものであり、その機構は複雑である。また、操作はバッチ式であり、かつ工程数が多く十分な自動化には改良すべき点が残されている。
【０００７】
現在、パルプモールド成形品としての食品容器等は、一度に大量のものが使用されるために、同一品質のものを大量安定供給することが必要であり、効率よく、しかも低コストで製造することが要求されている。かかる事情のもとに安定した品質を有する成形品の自動化製造装置の完成が切望されてきた。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−４９８００号公報
【特許文献２】特開２０００−３４７００号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、従来から開発されてきたパルプモールド成形品の製造装置の自動化が十分でない状況下において、簡易な機構を有する装置であって、パルプスラリーからパルプ成分を抄き取り、かつ脱水してパルプモールド中間成形品を得る抄造成形機構と、前記パルプモールド中間成形品を加熱下においてプレスし、温度および圧力を制御することにより形状固定およびパルプセルローズを重合硬化する重合硬化機構ならびに製品自動搬送機構とを有機一体的に結合することによる自動化製造装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、パルプスラリーからのパルプ成分を原料として成形品を製造するにあたり、工数および工程の短縮を図り、大巾な時間短縮を可能としたパルプモールド成形品の製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、従前のパルプモールド成形品の製造装置の開発状況に鑑み、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねたところ、漉形成型と重合硬化型とを同一の取付盤に固設し、同時に往復動が可能な可動式構成とし、その上方位置に昇降自在の加圧コア型を配置することにより、漉形成型または重合硬化型のいずれかが加圧コア型の下方位置に移動するように構成すれば、漉形成型および重合硬化型の往復動により、加圧位置に設けた一基の加圧コア型のみにより簡易な構造で効率よく自動化が達成できることに想到し、また、漉形成型の加圧状態に達する間に同期して重合硬化型からパルプモールド成形品製品が離脱して製品自動搬送機構に移送されるように構成すれば、複数工程の同時作動が可能であることに着目し、これらの知見に基いて本発明の完成に到達した。
【００１２】
かくして、本発明によれば、
パルプスラリーが供給される充填バケット（２）と、
該充填バケット（２）の下部に接続して設けられ、該充填バケット内のパルプ成分を抄き取る漉形成型（３）と、
該漉形成型（３）が加圧位置に移動して、該漉形成型（３）との間で互いに係合し合い、抄造成形帯域を形成することが可能な加圧コア型（１３）と
からなる抄造成形機構と、
前記抄造成形機構において形成されたパルプモールド中間成形品を吸引移載する手段を有する加圧コア型（１３）と、
加圧位置に移動し、前記加圧コア型（１３）と互いに係合し合い、該加圧コア型（１３）から移載されたパルプモールド中間成形品を加熱プレスする重合硬化型（７）と
からなる重合硬化機構と
を少なくとも有することを特徴とするパルプモールド成形品の製造装置
が提供される。
【００１３】
本発明は、前記の如き抄造成形機構と、重合硬化機構とからなり、抄造成形機構の漉形成型と重合硬化機構の重合硬化型が同時に往復移動し、加圧位置において前記加圧手段によりパルプモールド中間成形品が押圧されるように構成されたものであるが、さらに好ましい実施の態様として次の１）〜３）のものを包含する。
１）前記充填バケット側面横方向にパルプ水液吐出口パイプ（１）およびパルプ水液吐出口（１’）を設けてなる前記パルプモールド成形品の製造装置。
２）前記可動盤（６）がレール（１２）上に滑動可能なようにされてなる前記パルプモールド成形品の製造装置。
３）前記加圧位置が、図１において示す加圧コア型（１３）の下方位置である重合硬化型（７）が存在する位置である前記パルプモールド成形品の製造装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置は、図６にその外観全体図を示す。図６Ａは、製造装置外観の平面図であり、図６Ｂは、正面図であり、製品取出口を介して加圧コア型（１３）が４個配列した事例が示されている。図６Ｃは、製造装置右側面図であり、装置正面の製品取出口から製品取出し手段（２０）により４個連結の製品が取り出されていることが示される。製品はコンベア（３０）に載置され、次の工程に移送される。同図によれば、４個の製品が同時に製造できるように金型の配置を調整し、最終工程（図示なし。）で切断される。これらの金型の作動および図８に示す工程Ａ〜Ｆにおける各種の作動がコントロールＢＯＸ（２５）に内臓される制御機構のプログラムに従って作動するように構成されている。
【００１５】
図１によれば、架台フレーム１７’上において、充填バケット（２）の下部に接続して漉形成型（３）が設けられ、該漉形成型（３）に接続して漉吸水分配盤（４）が設けられる。また、該漉吸水分配盤（４）は、取付板（５）に固設され、該取付盤（５）は、可動盤（６）に固設される。前記漉形成型（３）の側面および底面には多数の吸引孔が穿孔され、パルプ成分の抄き取りが可能なように設計される。また、漉形成型の内壁面には金網（図示なし。）を敷設することが好ましい。前記漉吸水分配盤（４）、取付盤（５）および可動盤（６）の内部は、吸水が可能な任意の構造に設計することができるが、図５で示すように、各要素はそれぞれ全体を空洞として空洞間に通路を設けた構造とすることが圧力の分散にとって好ましい。図５には、漉形成型（３）、漉吸水分配盤（４）、取付盤（５）および可動盤（６）の接続固着した一事例の断面構造が示されている。同図において斜線部分が空洞部分であり、漉形成型（３）の具体例として設けられた漉形成型３’、３’’および３’’’と漉吸水分配盤（４）との間に複数の通路３．１が設けられ、内部の空洞部分３．２および４．１、通路４．２に連結される。通路４．２は、取付盤（５）の通路５．１および空洞部分（５．２）に、さらに可動盤（６）の空洞部分（６．１）を経て吸水パイプ１０に連結される。
【００１６】
前記漉形成型（３）および漉吸水分配盤（４）は、独立の装置要素であってもよく、また、内部構造を連結し、一体化したものでもよい。さらに取付盤（５）と一体化構造としたものでもよい。漉吸水分配盤（４）、取付盤（５）および可動盤（６）の内部構造を前記の如き、空洞構造とすることにより、漉形成型（３）に与える吸引圧力を分散均一化し、漉形成型（３）上に形成されるパルプモールド中間成形品の厚さを均一なものとし、強度に優れた成形品を得ることができる。
【００１７】
パルプスラリーは、パルプ水液吐出口パイプ（１）の吐出口（１’）から前記充填バケット（２）に供給され、漉形成型（３）を通過させることによりパルプ成分が抄き取られ漉形成型上に堆積される。パルプスラリー中の水は、漉形成型（３）の通過後、漉吸水分配盤（４）を経て可動盤（６）底面に設けられた吸水排気パイプ（１０）から架台フレーム１７、１７’外に排水される。該可動盤（６）は、図３に示す可動用レール（１２）に載置され、往復連動が可能とされる。
【００１８】
重合硬化機構を構成する重合硬化型（７）は、所望の形態の成形品が得られるように選択された前記漉形成型の形態と同一の形態のものが採用される。底面および側面には吸引孔部が設けられる。これらの吸引孔部により、パルプモールド中間成形品の形状熱固定工程Ｄおよび重合硬化工程Ｅの際に該中間成形品に含有される水分が加熱により発生する蒸気の吸引作用を行なうことができる。重合硬化型（７）は、前記抄造成形機構を構成する漉形成型（３）の下部に接続して設けられた漉吸水分配盤（４）が固設された取付盤（５）に隣接して固設された重合硬化吸気分配盤（８）上に接続して設けられる。重合硬化吸気分配盤（８）の内部構造は、前記漉吸水分配盤（４）と同様の通路および空洞部分を設けたものとし、吸引圧力の分散化が図られる。重合硬化型（７）にはパルプセルローズ繊維の重合による角質化を図るため少なくとも約２５０℃まで昇温可能な加熱手段が設けられる。
【００１９】
図１の重合硬化型（７）の上方位置に加圧コア型（１３）が設けられ、該加圧コア型（１３）に接続してコア盤（１４）が固設され、該コア盤（１４）に接続して加圧吸引盤（１５）が固設され、該加圧吸引盤（１５）は加圧シリンダー（１６）に接続され、加圧コア型（１３）、コア盤（１４）、加圧吸盤（１５）は、一体として加圧シリンダー（１６）の加圧制御により、昇降自在に構成される。加圧コア型（１３）には、加熱手段が設けられ、また多数の吸引孔部が穿孔され（図示なし。）、後記する如き中間成形品の吸引移載および加熱の際に発生する蒸気の吸引作用が行なわれる。
【００２０】
加圧コア型（１３）、コア盤（１４）および加圧吸引盤（１５）の内部構造は、図４にその断面図が例示される。加圧コア型（１３）は、３個のパルプモールド成形品が製造されるように３個の凸部が設けられる。凸部には、通路１３．１が設けられる。図４で示すコア盤（１４）と加圧吸引盤（１５）の接合部の斜線部分が空洞構造を示すものであり、通路１５．１が加圧シリンダー（１６）に連結する。空洞構造は吸引圧力の分散化を図るためのものであり、加圧コア型（１３）に均一化した吸引力を付与することができる。
【００２１】
前記漉形成型（３）および重合硬化型（７）は、それぞれ分配盤（４）および（８）を介して、同一の取付盤（５）に隣接して配置され、可動盤（６）の駆動手段（１８）により左右方向に移動可能な機構に構成されている。
【００２２】
図１によれば、漉形成型（３）を加圧位置である加圧コア型（１３）の下方位置に移動させると、漉形成型（３）上のパルプモールド中間成形品は、前記加圧コア型（１３）を下降させることによりプレスされ、しぼり・脱水乾燥が行われる。この過程において、重合硬化型（７）は製品搬送機構に移動され吸引手段（２１）によりパルプモールド成形品が前記重合硬化型（７）から離脱され、製品取出し手段（２０）により、搬送され、図６に示すコンベア３０上に載置される。
【００２３】
かかる加圧コア型（１３）、コア盤（１４）および加圧吸引盤（１５）は、昇降自在に架台フレーム１７に設置され、雄型の加圧コア型（１３）と雌型の漉形成型（３）または重合硬化型（７）が係合し合い、プレスすることにより、パルプモールド中間成形品のしぼり脱水吸引または加熱・加圧に適するように制御される。加圧コア型（１３）に接続したコア盤（１４）、加圧吸引盤（１５）等は、吸引作用を有し、前記漉形成型（３）上に形成したパルプモールド中間成形体に吸引力を与え、重合硬化型（７）に移載する手段として機能する。
【００２４】
前記加圧コア型（１３）の取付位置の下方位置が加圧位置であり、その真下に該加圧コア型（１３）と互いに係合し合う漉形成型（３）または重合硬化型（７）が可動用レールに載置された可動盤が左右に移動して加圧可能なように固定される。
【００２５】
図２は、本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部の抄造成形機構および重合硬化機構を構成する要素を示す概略図である。抄造成形機構は、充填バケット（２）、漉形成型（３）、漉吸水分配盤（４）が加圧位置に移動し、加圧コア型（１３）の降下により、しぼり・脱水が行われる状態で構成される。一方、重合硬化機構は、重合硬化型（７）が移動し加圧コア型（１３）の真下に設置され、加圧コア型（１３）の降下により、重合硬化型（７）との間でパルプモールド中間成形品の加熱下におけるプレスによるパルプセルローズの重合角質化が行われる状態で構成される。
【００２６】
図３は、可動式金型の全外観斜視図である。漉形成型（３）と重合硬化型（７）が、取付盤（５）に取り付けられ、可動盤（６）が可動レール（１２）上を摺動し左右に移動可能の構成としたものであり、本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の機構上の特異性を示すものである。
図４および５は、それぞれ図１で示す加圧コア盤（１３）、コア盤（１４）、加圧吸引盤（１５）の内部構造および漉形成型（３）、漉吸水分配盤（４）、取付盤（５）、可動盤（６）の内部構造の断面の一例を示す拡大図である。
【００２７】
本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置は、前記の如き構成からなるものであるが、漉形成型（２）と重合硬化型（７）が同一取付盤に固設され、上方位置から降下する加圧コア型（１３）により所望のパルプモールド中間成形品が加圧されるように左右に往復動される点に構成上の特徴がある。往復動という単純な動作であり、機構上も単純な構成であるから故障もほとんど発生しない。
【００２８】
次に、本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部の作動状態について、その概要を図７に従い模式的に示す。
パルプモールド成形品の製造は、図８に示す各工程により行われるものであり、工程Ａのパルプスラリーからの漉取りは、図７の（ａ）抄造工程で示す状態で行われる。充填バケット（２）内に充填されたパルプスラリーは漉形成型（３）を通過させることにより該漉形成型（３）上に含水パルプモールド中間成形品Ｓが形成される。
【００２９】
次いで、漉形成型（３）を左方向へ移動させ、加圧位置において上方位置より加圧コア型１３が降下し、（ｂ）圧搾・乾燥工程において漉形成型（３）上の含水パルプモールド中間成形品Ｓをプレスし、しぼり乾燥を行い、パルプモールド中間成形品Ｓ’を得る。プレス後、加圧シリンダ（１６）から吸引しパルプモールド中間成形品Ｓ’を加圧コア型（１３）に吸引させて上昇させる。
同時に、重合硬化型（７）を右方へ移動させ加圧位置に設定し、上方位置より中間成形品Ｓ’を吸着した加圧コア型（１３）を降下させ、該中間成形品Ｓ’を重合硬化型（７）に移載することにより金型移動が行われる。
【００３０】
次いで、中間成形品Ｓ’は加圧コア型（１３）により、１５０℃以下、好ましくは１００〜１２０℃の加熱下において０．２ＭＰａ以下、好ましくは０．０５〜０．１５ＭＰａでプレスされて形状熱固定され、引き続き１５０〜２２０℃、好ましくは１５０〜１８０℃に昇温し、０．１〜０．５ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．３ＭＰａでプレスされてパルプセルローズ成分の重合硬化が行われる。プレス時間として成形品の品質製造速度等を勘案して１０〜３０秒に制御することができる。この間、漉形成型（３）には、パルプスラリーが供給され次の抄造成形が開始される。（ｄ）形状熱固定・重合硬化工程の終了後、加圧コア型（１３）が上昇すると共に、重合硬化型（７）が、左方向へ移動し、該重合硬化型（７）上のパルプモールド成形品は、製品搬送機構の吸引手段（２１）により吸着され製品取出し手段（２０）により搬送される。同時に、漉形成型（３）上の次の中間成形品は下降する加圧コア型（１３）によりプレスされ、しぼり・脱水が行われる。かかる工程が連続的に進行され成形製品が自動的にシステム化された工程により製造される。
【００３１】
本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置は、以上の如き漉形成型（３）と重合硬化型（７）の往復動を繰り返すことにより、加圧コア（１３）による加圧操作をプログラム化することにより、抄造成形および重合硬化を自動的に行い、連続的な製造が可能とされる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した如きプログラム化された漉形成型（２）と重合硬化型（７）の連続往復動と間欠的な加圧コア（１３）の降下の繰り返し単純な機構によりパルプモールド成形品の製造を自動化したものである。機構が単純であることから故障がほとんどないという利点を有する。また、装置全体を小型化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部を示す模式図である。
【図３】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部の可動型の外観斜視図である。
【図４】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置加圧コア型（１３）、コア盤（１４）および加圧吸引盤（１５）の内部構造を例示する断面概略図である。
【図５】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の漉形成型（３）、漉吸水分配盤（４）、取付盤（５）および可動盤（６）の内部構造を例示する断面概略図である。
【図６】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の外観を示す概略図である。
【図７】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置の要部の作動状態を示す説明図である。
【図８】本発明に係るパルプモールド成形品の製造装置により行われるパルプモールド成形品の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ パルプ水液吐出口パイプ
１’ パルプ水液吐出口
２ 充填バケット
３ 漉形成型
４ 漉吸水分配盤
５ 取付盤
６ 可動盤（レールガイド溝付）
７ 重合硬化型
８ 重合硬化吸気分配盤
９ パルプ水液供給パイプ
１０ 吸水パイプ
１１ 吸気パイプ
１２ 可動用レール
１３ 加圧コア型
１４ コア盤
１５ 加圧吸引盤
１６ 加圧シリンダー
１７ 架台フレーム
１８ 移動手段

Claims (8)

1. パルプスラリーが供給される充填バケット（２）と、
   該充填バケット（２）の下部に接続して設けられ、該充填バケット内のパルプ成分を抄き取る漉形成型（３）と、
   該漉形成型（３）が加圧位置に移動して、該漉形成型（３）との間で互いに係合し合い、抄造成形帯域を形成することが可能な加圧コア型（１３）と
   からなる抄造成形機構と、
   前記抄造成形機構において形成されたパルプモールド中間成形品を吸引移載する手段を有する加圧コア型（１３）と、
   加圧位置に移動し、前記加圧コア型（１３）と互いに係合し合い、該加圧コア型（１３）から移載されたパルプモールド中間成形品を加熱下においてプレスする重合硬化型（７）と
   からなる重合硬化機構と
   を少なくとも有することを特徴とするパルプモールド成形品の製造装置。
2. 前記抄造成形機構の構成要素が、
   さらに、該漉形成型（３）の底面に接続して設けられた漉吸水分配盤（４）と、該漉吸水分配盤（４）が固設された取付盤（５）と、
   該取付盤（５）が固着され、非加圧位置または加圧位置に往復動可能な可動盤（６）と
   を含んでなる請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
3. 前記重合硬化機構の構成要素が、
   さらに、前記重合硬化型（７）の底面に接続して設けられ、前記漉吸水分配盤（４）が固設された取付盤（５）に該漉吸水分配盤（４）と隣接して固設された重合吸気分配盤（８）と
   を含んでなる請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
4. 前記加圧コア型（１３）が、
   コア盤（１４）と、
   該コア盤（１４）に接続して設けられた加圧吸引盤（１５）と、
   該加圧吸引盤（１５）に連結した加圧シリンダー（１６）と
   からなる加圧手段に付加された構成要素である請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
5. 前記加圧位置が、前記加圧コア型（１３）が設置された位置に対応する下方位置であって、移動された漉形成型（３）または重合硬化型（７）上のパルプモールド中間成形品に対し、加温下においてプレス可能な位置である請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
6. 前記充填バケット（２）へのパルプスラリーの供給手段が、パルプ水液供給パイプ（９）と、該パルプ水液供給パイプ（９）に連結されたパルプ水液吐出口パイプ（１）と、該パルプ水液吐出口パイプ（９）に穿孔されたパルプスラリー吐出口（１’）とからなる請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
7. 前記重合硬化機構に隣接してさらに製品自動搬送機構を有してなる請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。
8. 前記製品自動搬送機構の構成要素が、製品取出し手段（２０）および吸引手段（２１）である請求項１に記載のパルプモールド成形品の製造装置。

Images