JP2009293157A - パルプ繊維製半球状容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス時におけるクラックや破れの発生を抑制するパルプ繊維製半球状容器の製造方法を提供する。
【解決手段】プレス工程Ｓ８において、乾燥されたパルプ繊維成形体Ａを、合わせ面９６から突設されて第１パルプ繊維製半球状容器１０の内側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さよりも小さい突き出し高さを有する凸面９８を備えた凸型８６と、合わせ面１００に彫り込まれて第１パルプ繊維製半球状容器１０の外側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さよりも小さい深さを有する凹面１０２を備えた凹型８８との間で、プレスされることにより、半球状のパルプ繊維成形体Ａの開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、第１パルプ繊維製半球状容器１０の円筒状部１０ａにおけるクラックの発生が好適に防止される。
【選択図】図７

Description

本発明は、パルプ泥漿からパルプ繊維製半球状容器を製造する製造方法に関するものである。

半球状容器は、たとえば２つの開口を相互の嵌合させることにより密閉された球状容器とされ、種々の分野において用いられている。たとえば、射出成形によって大量生産された樹脂製の半球状容器が多用されている。このような樹脂製の半球状容器は、使用後に廃棄されてゴミとなることから、石油資源が消費されるだけでなく、分解されない廃棄物として環境を汚染して環境に負荷を与えていた。また、誤飲や踏みつけによる怪我が発生するおそれがあった。

これに対して、段ボールや新聞紙等の古紙から得られたパルプ（製紙原料）繊維からパルプモールドと称されるパルプ繊維製の物品を製造することが行われており、そのようなパルプ繊維により上記半球状容器を構成することが考えられる。これによれば、焼却されたとしても有害ガスが発生せず、廃棄されたとしても自然分解されるので、環境が汚染されないもの、或いは人にやさしいものとして期待されている。

上記パルプ繊維製の物品を製造するに際しては、特許文献１に記載されているように、通常、パルプ繊維成形体に対応する形状の表面を有し且つその表面に開口する多数の吸引穴が形成された吸着面を備えた抄造型を用い、その抄造型をパルプ泥漿槽中に浸漬した状態で吸引穴から吸引してパルプ繊維をその抄造型の表面或いはその抄造型の表面に設けられる網状体から構成される吸着面上に吸着させることにより形成され、パルプ泥漿槽外でその吸着されたパルプ繊維成形体を更に吸引し、或いは熱乾燥して脱水することにより、形状を維持できる程度の含水率とした後、その抄造型から離型し、乾燥炉内又は天日で熱風にて更に乾燥させられた後で、プレス型を用いてプレスされて肉厚が減少させられて緻密な組織とされるとともに、全体として正確な寸法形状に仕上げられることによって製造される。
特開平９−２９６３９９号公報

ところで、上記パルプ繊維で半球状容器を構成しようとするに際して、抄造された半球状のパルプ繊維成形体に対してプレスを行うと、半球状容器の開口縁部にクラックが発生し、製品としての半球状容器が得られないという問題があった。すなわち、前記半球状容器の内側形状に対応する形状を有する凸面を備えた凸型とその半球状容器の外側形状に対応する形状を有する凹面を備えた凹型との間で半球状のパルプ繊維成形体の全体を圧縮するプレス中において、その半球状のパルプ繊維成形体開口付近の円筒部が先に圧縮により拘束され、その円筒部からパルプ繊維成形体の底へ向かうほど遅れて圧縮されることから、その部分に剪断応力が加えられるとともに上記円筒状部の下側部分にプレス方向の大きな引張力が作用するので、その部分に破断が発生し、プレス方向に交差する方向のクラックが生じる場合があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、プレス工程においてクラックが発生しないパルプ繊維製半球状容器の製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決しようとして種々研究を重ねた結果、上記プレスに際して、上記半球状のパルプ繊維成形体の開口部付近の円筒状部に対してプレス方向の圧縮力を積極的に加えつつプレスを進行させると、上記クラックの解消に顕著な効果があることを見い出すことができた。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。

すなわち、上記目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）パルプ繊維製半球状容器をパルプ泥漿から製造するパルプ繊維製半球状容器の製造方法であって、（ｂ）前記半球状容器の内側形状に対応する吸着面を有する抄造型をパルプ泥漿内に浸漬して該パルプ泥漿を吸引することにより、開口から外側へ向かって突き出すフランジ部を備えた半球容器状のパルプ繊維成形体を抄造する抄造工程と、（ｃ）その抄造工程で抄造されたパルプ繊維成形体を脱水乾燥する脱水乾燥工程と、（ｄ）その乾燥工程で乾燥されたパルプ繊維成形体を、合わせ面から突設されて前記半球状容器の内側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい突き出し高さを有する凸面を備えた凸型と、合わせ面に彫り込まれて該半球状容器の外側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい深さを有する凹面を備えた凹型との間で、加圧してパルプ繊維を相互に密着させることにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄い半球状容器にプレスするプレス工程とを、含むことにある。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、前記抄造工程は、開口から外側へ向かって突き出す環状のフランジ部を備えた半球容器状のパルプ繊維成形体を抄造するものであり、前記プレス工程は、前記凸型の合わせ面を前記パルプ繊維成形体のフランジ部に当接させつつ該パルプ繊維成形体の開口縁部を前記凹型の凹面内に押し込むことにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄いフランジ部付半球状容器にプレスするものであることにある。

また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項２にかかる発明において、前記プレス工程によりプレスされた前記フランジ部付半球状容器からそのフランジ部を除去することにより前記パルプ繊維製半球状容器を得るフランジ部除去工程をさらに含むことにある。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項２にかかる発明において、前記プレス工程は、前記パルプ繊維成形体のフランジ部がそのフランジ部の厚みに前記凹型の凹面の深さの５乃至１５％を加えた寸法だけ該凹型の合わせ面よりも突き出している状態で、前記凸型を該凹型へ向かって押しつけるものであることにある。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１にかかる発明において、前記パルプ繊維製半球状容器の開口縁から底へ向かう円筒状部は、前記プレス工程におけるプレス方向に対する角度が０乃至１０°であることにある。

また、請求項６かかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至５のいずれか１にかかる発明において、前記乾燥工程で乾燥されたパルプ繊維成形体は、前記パルプ繊維製半球状容器の１．５倍以上の厚みを有するものであることにある。

請求項１にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、プレス工程では、脱水乾燥工程で脱水乾燥されたパルプ繊維成形体を、合わせ面から突設されて前記半球状容器の内側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい突き出し高さを有する凸面を備えた凸型と、合わせ面に彫り込まれて該半球状容器の外側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい深さを有する凹面を備えた凹型との間で、加圧してパルプ繊維を相互に密着させることにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄い半球状容器にプレスされることから、半球状のパルプ繊維成形体開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されるときに発生する剪断応力が緩和されることから、その円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、パルプ繊維製半球状容器の開口付近の円筒状部におけるクラックの発生が好適に防止される。

また、請求項２にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記抄造工程は、開口から外側へ向かって突き出す環状のフランジ部を備えた半球容器状のパルプ繊維成形体を抄造するものであり、前記プレス工程は、前記凸型の合わせ面を前記パルプ繊維成形体のフランジ部に当接させつつ該パルプ繊維成形体の開口縁部を前記凹型の凹面内に押し込むことにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄いフランジ部付半球状容器にプレスするものであることから、半球容器状のパルプ繊維成形体開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されるときに発生する剪断応力が緩和されることから、その円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、パルプ繊維製半球状容器の開口付近の円筒状部におけるクラックの発生が好適に防止される。また、半球容器状のパルプ繊維成形体開口にフランジ部が設けられてその分だけ強度が高められているので、凸型により押し込まれるときの変形が抑制される。

また、請求項３にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記プレス工程によりプレスされた前記フランジ部付半球状容器からそのフランジ部を除去することにより前記パルプ繊維製半球状容器を得るフランジ部除去工程をさらに含むことから、フランジ部のないパルプ繊維製半球状容器が得られる。

また、請求項４にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記プレス工程は、前記パルプ繊維成形体のフランジ部がそのフランジ部の厚みに前記凹型の凹面の深さの５乃至１５％を加えた寸法だけ該凹型の合わせ面よりも突き出している状態で、前記凸型を該凹型へ向かって押しつけるものであることから、半球状のパルプ繊維成形体開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、パルプ繊維製半球状容器の開口付近の円筒状部におけるクラックの発生が好適に防止される。

また、請求項５にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記パルプ繊維製半球状容器の開口縁から底へ向かう円筒状部は、前記プレス工程におけるプレス方向に対する角度が０乃至１０°であることから、その１０°以下の立ち面である円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、パルプ繊維製半球状容器の開口付近の円筒状部におけるクラックの発生が好適に防止される。

また、請求項６にかかる発明のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記乾燥工程で乾燥されたパルプ繊維成形体は、前記パルプ繊維製半球状容器の１．５倍以上の厚みを有するものであることから、プレス工程では、凸型の凸面と凹型の凹面との間で挟圧されることによりパルプ繊維が相互に密着させられて前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄いフランジ部付半球状容器にプレスされるとともに、半球状のパルプ繊維成形体開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、パルプ繊維製半球状容器の開口付近の円筒状部におけるクラックの発生が好適に防止される。

以下、本発明の一適用を示す図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一適用例によってそれぞれ製造された一対の第１パルプ繊維製半球状容器１０および第２パルプ繊維製半球状容器１２が、互いに嵌合されることによって構成された密閉容器１４を示している。第１パルプ繊維製半球状容器１０はその開口縁１０ａから底側へ向かう円筒状の円筒状部１０ｂを開口付近に備えている。第２パルプ繊維製半球状容器１２もその開口縁１２ａから底側へ向かう円筒状の円筒状部１２ｂを開口付近に備えている。第１パルプ繊維製半球状容器１０および第２パルプ繊維製半球状容器１２は、軸心Ｃ１をその中心軸とする軸直角断面が円形の容器状を成す略一定厚みの殻構造を備えている。

この円筒状部１２ｂは開口縁から所定距離底側までの間の肉厚が他の部分よりも薄くされることにより、円筒状部１２ｂの内周面に段部１２ｃが形成されている。円筒状部１０ｂおよび円筒状部１２ｂは、軸心Ｃ１に対して０乃至１０°の角度を有する立ち面( 内周および外周円筒状面) から構成されており、円筒状部１０ｂは、円筒状部１２ｂよりも小径でその円筒状部１２ｂ内に摺動嵌合可能とされている。円筒状部１０ｂが円筒状部１２ｂ内に嵌め入れられることにより、上記密閉容器１４が構成されている。上記第１パルプ繊維製半球状容器１０および第２パルプ繊維製半球状容器１２は同様の工程を経て製造されるので、以下においては第１パルプ繊維製半球状容器１０の製造装置および製造工程を説明する。

図２は、上記第１パルプ繊維製半球状容器１０を製造するための一例の製造装置であるパルプ繊維製品製造装置１６の要部を示している。図２において、パルプ繊維製品製造装置１６は、古紙等のパルプ原料から図示しない原質装置によって調製されたパルプ泥漿１８からパルプ繊維成形体（中間製品) Ａを成形するための一対の抄造型２０を有する抄造機６０と、抄造型２０からパルプ繊維成形体Ａを取り外すための離型機６２と、パルプ繊維成形体Ａを乾燥するための乾燥機７０と、乾燥させられたパルプ繊維成形体Ａの精度を高めるための凸型８６および凹型８８を有するプレス装置８０とを備えている。

上記の抄造機６０に備えられた抄造型２０は、図３にその要部を拡大して示されるように、成形するパルプ繊維成形体Ａの内周形状に対応する凸形状に形成された抄造凸面２２ａとその抄造凸面２２ａの外周に位置する平坦な環状抄造面２２ｄとを備えた、厚みが例えば２ｃｍ程度の合成樹脂製或いはアルミニウム合金製の母材２２と、その母材２２の表面と同様の形状に成形されてそれを覆う状態で設けられることにより吸着面を形成する網状体２６と、表面および裏面に両端が開口するように母材２２を貫通させられた複数本の吸引穴２８とを備えている。

上記の母材２２の抄造凸面２２ａの表面形状は、半球状面２２ｂと離型方向すなわち軸心Ｃ２方向に対する角度が０乃至１０°の立ち面２２ｃとを連続的に備えたものである。この立ち面２２ｃを含む抄造凸面２２ａの高さＨ’は、パルプ繊維成形体Ａの乾燥機７０における乾燥収縮後において、例えば 5（ｍｍ）程度の所定長さｄだけ、プレス装置８０でのプレス後の第１パルプ繊維製半球状容器１０の高さＨよりも大きくなるように形成されている。すなわち、抄造凸面２２ａの高さＨ’は、プレスされた第１パルプ繊維製半球状容器１０の高さＨを乾燥機７０における乾燥収縮比ｓ（たとえば０．９７程度) で除した乾燥収縮前の高さｈ’と、上記所定長さｄを乾燥機７０における乾燥収縮率ｓで除した乾燥収縮前の長さｄ’とを加えた値とされている。この長さｄ’は、好適には、専ら立ち面２２ｃに加えられている。ここで、上記乾燥収縮比ｓは、( Ｈ＋ｄ) ／Ｈ’である。

また、図３において、上記母材２２の抄造凸面２２ａおよび環状抄造面２２ｄの表面は、網状体押え枠２４によりその周縁部が抄造型２０に固定された網状体２６により覆われている。この網状体２６は、例えば目付が２０〜５０（ｇ／ｍ^２）程度のポリエステル製或いはポリプロピレン製などの不織布や、トリコット、＃２０〜＃２００（線径０．１０〜０．３２（ｍｍ））程度のステンレス、真鍮等の金属メッシュ、ナイロン或いはテトロンなどの合成繊維メッシュの単層或いは複数層から成り、通常のプレス、熱プレスなどを用いて抄造凸面２２ａの表面形状に沿った形状に予め成形される。

また、前記母材２２には、その裏面から表面へ貫通する複数本の吸引穴２８が形成されている。この吸引穴２８は、２．０乃至３．０（ｍｍ）程度の開口径を備えたものであり、例えば５乃至３０（ｍｍ）程度の間隔で抄造凸面２２ａなどの表面に開口するように複数個所に設けられている。また、吸引穴２８は、その裏面側の開口径が表面側よりも充分に大きな径、例えば５乃至１０（ｍｍ）程度の径となるように段付き穴形状に形成され、吸引穴２８内のパルプ繊維による穴詰まりが防止されている。

上記のように構成された抄造型２０は、支持アーム３０の先端に固定されたチャンバ３２に固定されており、このチャンバ３２のフランジ３４に固定されたブラケット３６にボルト３８により気密に取り付けられている。その抄造型２０が取付られたことによりチャンバ３２内に形成される内部空間４０は、チャンバ３２を支持する支持アーム３０の縦通穴４２を介して切換弁４４に接続されている。この切換弁４４は、ドレンタンク４６を介して吸引ポンプ４８に接続される吸引位置と、コンプレッサ５０に接続される噴出位置とに図示しないシーケンスコントローラ等の制御装置からの指令に従って切り換えられるものである。そのため、その切換位置に応じて、吸引ポンプ４８によって閉空間４０内が負圧とされると共に吸引穴２８から吸引され、或いは、コンプレッサ５０によって吸引穴２８から空気が噴出させられるようになっている。なお、上記ドレンタンク４６内に貯留された水は排出ポンプ５２により適宜排出される。

図２に戻って、上記のように構成される抄造型２０が取り付けられた抄造機６０は、図示しない支持装置によって紙面に垂直な軸心回りの回動可能に支持された回動軸５４を備えており、その回動軸５４に一対の支持アーム３０が互いに１８０°異なる回動角度位置に取り付けられている。そして、それら一対の支持アーム３０の先端に、抄造型２０がそれぞれ取り付けられている。回動軸５４の下方にはパルプ泥漿１８を蓄えたパルプ泥漿槽５６が備えられており、支持アーム３０の先端にそれぞれ取り付けられた抄造型２０が、その下端位置においてパルプ泥漿１８中に浸漬されるようになっている。すなわち、一対の抄造型２０は、回動軸５４を挟んで互いに反対側に設けられており、その軸心回りに回動させられることによって交互にパルプ泥漿槽５６内のパルプ泥漿１８内に位置させられ、そのパルプ泥漿１８内に浸漬された状態で吸引穴２８から吸引されることによって網状体２６上にパルプが所定の厚みで吸着され、パルプ泥漿１８外において所定時間の間において吸引脱水されることでパルプ繊維成形体Ａが成形されるのである。

上記回動軸５４の上方に備えられた前記離型機６２は、図２の左右方向に移動可能且つ左端部（すなわち回動軸５４の直上）および破線で示される右端部において上下方向に移動可能とされた離型用型６４を備えている。離型用型６４は、抄造型２０の吸着面上に吸着されるパルプ繊維成形体Ａの裏面の形状に略対応した形状の受取面を備えたものであるが、その他の構成は抄造型２０と略同様であるため、詳細な説明は省略する。離型機６２は、離型用型６４が実線で示される左端部にあるとき、図に示される位置よりも下側の下端位置において、吸着面上すなわち網状体２６上のパルプ繊維成形体Ａを吸着してその網状体２６上から取り外すと共に、破線で示される右端部の下端位置において、乾燥機７０に備えられた搬入用コンベア６６上にそのパルプ繊維成形体Ａを下ろすことにより、パルプ繊維成形体Ａを抄造機６０から乾燥機７０へ搬送するものである。

また、前記の乾燥機７０は、図示しない熱源から温風が供給されることにより所定温度に保持された箱型の乾燥室６８内に、パルプ繊維成形体Ａを載置するための複数の移動棚７２を有する昇降装置７４と、その昇降装置７４に向かってパルプ繊維成形体Ａを搬送するための前記搬入用コンベア６６と、乾燥室６８内で下降させられたパルプ繊維成形体Ａを乾燥機７０から搬出して次工程へ送るための搬出用コンベア７６とを備えたものである。上記昇降装置７４は、複数の移動棚７２を図の左方側から上昇させると共に右方側から下降させるものであり、移動棚７２上に載置されたパルプ繊維成形体Ａは、乾燥室６８内で公転させられている間に速やかに乾燥させられる。

また、前記プレス装置８０は、上下方向の相対移動可能に設けられた一対の取付板８２および８４にそれぞれ固定された一対の型すなわち凸型( 上型）８６および凹型( 下型）８８と、凸型８６を駆動することにより凸型８６を凹型８８に対して接近離隔させる型駆動装置９０とを備え、乾燥後のパルプ繊維成形体Ａを厚み方向に圧縮して緻密なパルプ繊維組織とするとともに、寸法精度を高めるものである。一対の凸型８６および凹型８８は、鋼製、アルミニウム合金製などの金属製であり、相互の対抗面の反対側に位置する面にヒータ９２および９４をそれぞれ備えている。

図４に詳しく示されるように、上記凸型８６は、合わせ面９６と、その合わせ面９６から突設されて前記第１半球状容器１０の内側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さＨ’よりも小さい突き出し高さを有する凸面９８を備えている。また、上記凹型８８は、合わせ面１００と、その合わせ面１００に彫り込まれて前記第１半球状容器１０の外側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さＨ’よりも小さい深さＤを有する凹面１０２とを備えている。また、型駆動装置９０により凸型８６が凹型８８側へ押圧されて、パルプ繊維成形体Ａがそれらの間で挟圧された状態では、図５に示されるように、合わせ面９６と合わせ面１００との間にはプレス後の目標厚みと同じ間隔たとえば１．５乃至２（ｍｍ）程度の間隔が形成されるとともに、凸面９８と凹面１０２との間にはそれと同様の間隔の成形キャビティが形成されるようになっている。

上記プレス装置８０によるプレス後の第１パルプ繊維製半球状容器１０は、その開口縁から外側へ突き出す平坦なフランジ部１０ｆを備えているので、そのフランジ部１０ｆを第１パルプ繊維製半球状容器１０から除去するための打抜装置１１０の要部構成を図６を用いて説明する。図６において、打抜装置１１０は、プレス直後の第１パルプ繊維製半球状容器１０を載置するためにその内周形状に対応する凸形状を有する凸部１１２ａとその凸部１１２ａに続いて打ち抜き径と同じ径を有する円板状の下刃部材１１２ｂとを備えた打抜下型１１２と、その打抜下型１１２と同心に配置されて軸心方向に移動可能に設けられ、打ち抜き径と同じ径を有する円環状の上刃部材１１４とを備え、上記打抜下型１１２にプレス直後の第１パルプ繊維製半球状容器１０が載置された状態で上刃部材１１４が下刃部材１１２ｂを通過するまで軸心方向へ駆動されることにより、フランジ部１０ｆを除去する。上記打ち抜き径Ｋは、たとえば第１パルプ繊維製半球状容器１０の円筒状部１０ｂの外径寸法と同じ値またはそれよりも僅かに大きい値に設定される。上記下刃部材１１２ｂの外周端縁の上角１１２ｃと上記上刃部材１１４の内周端縁の下角１１４ｃとが切断用切れ刃に相当する。

以上のように構成されたパルプ繊維製品製造装置１６を用いて半球状容器の一例である第１半球状容器１０を製造する工程を、図７の工程図を用いて説明する。先ず、図示しない起動装置を操作することにより、抄造機６０の吸引ポンプ４８およびコンプレッサ５０、離型機６２の図示しない吸引ポンプ等や乾燥機７４の熱源等を起動する。なお、吸引ポンプ４８やコンプレッサ５０等は、後述の各工程において切換弁４６等の切換作動に伴って起動および停止させられても良い。

上記の起動操作の後、浸漬工程Ｓ１において回動軸５４を回動させることにより、図２の矢印に従って上側に位置する抄造型２０を下方に向かって回動させると共に下側に位置する抄造型２０を上方に向かって回動させる。次いで、吸引工程Ｓ２では、その回動中において、吸引ポンプ４８を運転しつつ抄造型２０に接続されている切換弁４４を吸引位置に切り換えることにより、その抄造型２０の吸引穴２８から吸引を開始する。

そして、更に回動して抄造型２０がパルプ泥漿槽５６中のパルプ泥漿１８内に入れられることにより、吸着工程Ｓ３において、予め定められた所定の吸着時間だけそのパルプ泥漿１８中のパルプ繊維が抄造凸面２２ａおよび環状抄造面２２ｄの網状体２６上に吸着される。上記浸漬工程Ｓ１、吸引工程Ｓ２、および吸着工程Ｓ３が抄造工程に対応している。このようにして抄造されたパルプ繊維成形体Ａは、６５％程度の高い含水率と３乃至４（ｍｍ）程度の厚みとを備えており、容易に変形可能な比較的不安定なものである。このとき、母材２２の表面には、パルプ繊維成形体Ａの乾燥機７０における乾燥収縮後において、例えば４乃至６（ｍｍ）程度の所定長さｄだけ、プレス装置８０でのプレス後の第１パルプ繊維製半球状容器１０の高さＨ（たとえば５０（ｍｍ））よりも大きい高さＨ’を有する抄造凸面２２ａが形成されていることから、パルプ繊維成形体Ａはその形状に倣って図３の上下方向（すなわち離型方向）の長さが好適には５．１（ｍｍ）程度の所定長さｄ’だけ高い形状に吸着される。たとえば、Ｈ’＝( Ｈ＋ｄ) ×( １＋乾燥収縮率) で算出される。ここで、乾燥収縮率が２％であるとすると、Ｈ’＝( Ｈ＋ｄ) ×１．０２となる。

なお、上記の所定の吸着時間は例えば２秒程度の比較的短い時間に設定されるが、その吸着時間は後述のプレス時の圧縮量を考慮して、パルプ繊維成形体Ａの吸着厚さがそのプレス後の所望の製品厚さの２〜３倍程度となるように設定されている。上記所定時間が経過すると、引上工程Ｓ４において、吸引穴２８からの吸引を継続したまま抄造型２０をパルプ泥漿１８外に出し、脱水工程Ｓ５において、例えば１０秒程度の所定時間だけ更に吸引を継続することにより、網状体２６上に吸着されたパルプ繊維が脱水させられて前記パルプ繊維成形体Ａが成形される。なお、吸引穴２８からの吸引が継続して実施されていることから、脱水工程Ｓ５は、引上工程Ｓ４において抄造型２０がパルプ泥漿１８外に出された直後から実行されることとなる。

上記のように脱水が終了した後、離型工程Ｓ６において、離型用型６４をその左端位置に位置する状態で下降させて、パルプ繊維成形体Ａを介して抄造型２０に嵌め合わせ、抄造型２０側の切換弁４４を噴出位置に切り換えて吸引穴２８から空気を噴出すると同時に、離型用型６４の受取面の図示しない吸引穴から吸引する。そして、吸引穴２８からの噴出および離型用型６４の吸引穴からの吸引を継続したままその離型用型６４を上昇させることにより、パルプ繊維成形体Ａがその受取面に吸着されて抄造型２０から離型させられる。

続いて、パルプ繊維成型体Ａを吸着した離型用型６４を、その上端位置まで上昇させた後、図の右方に移動させ、破線で示される右端位置において、再び下降させる。このようにして、離型用型６４が図に示される下端位置まで下降した後、その吸引穴から空気を噴出させることにより、パルプ繊維成形体Ａが受取面上から引き剥がされて乾燥機７０の搬入用コンベア６６上に落下させられる。

そして、乾燥工程Ｓ７においては、搬入用コンベア６６上に落下させられたパルプ繊維成形体Ａが乾燥機７０の箱型の乾燥室６８内に順次送り込まれて移動棚７２上に移され、その移動棚７２上に載置された状態で乾燥室６８内を図２における右回りに回動させられる。乾燥機７０の乾燥室６８内は、前述のように所定温度に保持されているため、上記の回動中においてパルプ繊維成形体Ａは十分に乾燥させられて、乾燥室６８内の右側下端位置において搬出用コンベア７６上に移される。上記脱水工程Ｓ５、離型工程Ｓ６、および乾燥工程Ｓ７が脱水乾燥工程に対応している。この乾燥工程Ｓ７を経たパルプ繊維成形体Ａは、６５％程度の含水率を有し、プレス後に比較して１．５倍乃至２．５の厚みを有し、且つ、乾燥前に比較して２〜３％程度の割合で収縮している。

続くプレス工程Ｓ８においては、搬出用コンベア７６によって搬送されたパルプ繊維成形体Ａが、一対の型のうちの下型であってヒータ９４により加熱されている凹型８８の凹面１０２内に嵌め入れられる。この状態では、図４に示されるように、パルプ繊維成形体Ａのフランジ部Ａｆの下面および円筒部の一部が凹型８８の凹面１０２から上方へ所定寸法ｄだけ突き出している。次いで、ヒータ９２により加熱されている凸型８６（上型）が下降させられることにより、それら一対の凸型８６と凹型８８との間でパルプ繊維成形体Ａが加熱されると同時に半分程度の厚みに加圧される。図５はこの状態を示している。これにより、凸面９８と凹面１０２との間に形成される隙間の形状に倣って、所望の形状および厚みに成形されたフランジ部１０ｆ付の第１パルプ繊維製半球状容器１０が得られる。この凸型８６の加工過程では、図４に示されるように、凸型８６の合わせ面９６のパルプ繊維成形体Ａの開口端縁すなわち上端縁が圧縮に先立って、先に当接させられた後にパルプ繊維成形体Ａの円筒部が凹型８８の凹面１０２内に押し込まれつつ、凸型８６の凸面９８が凹面１０２内に嵌め入れられて圧縮が行われることから、そのパルプ繊維成形体Ａの円筒部では、その圧縮によって凸面９８による引っ張りが相殺されるので、そこでクラックや破れが生じることが好適に防止される。

図４の矢印はプレス方向を示しており、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口縁１０ａから底へ向かう円筒状部１０ｂは、そのプレス方向に対する角度が０乃至１０°である。

そして、フランジ部除去工程Ｓ９では、図６に示す打抜装置１１０を用いて、プレス直後の第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口端縁から外周側に突き出しているフランジ部１０ｆが、打抜下型１１２の下刃部材１１２ｂと上刃部材１１４との間で打ち抜かれることにより除去される。これにより、図１に示す第１パルプ繊維製半球状容器１０が得られる。

上述のように、本実施例のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、プレス工程Ｓ８において、乾燥工程Ｓ７で乾燥されたパルプ繊維成形体Ａを、合わせ面９６から突設されて第１パルプ繊維製半球状容器１０の内側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さよりも小さい突き出し高さを有する凸面９８を備えた凸型８６と、合わせ面１００に彫り込まれて第１パルプ繊維製半球状容器１０の外側形状に対応する形状であってパルプ繊維成形体Ａの高さよりも小さい深さを有する凹面１０２を備えた凹型８８との間で、加圧されてパルプ繊維が相互に密着させられることにより、パルプ繊維成形体Ａよりも肉厚が薄いフランジ部付半球状容器１０にプレスされることから、半球状のパルプ繊維成形体Ａの開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂにおけるクラックの発生が好適に防止される。

また、本実施例のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、前記プレス工程Ｓ８は、凸型８６の合わせ面９６をパルプ繊維成形体Ａのフランジ部Ａｆに当接させつつそのパルプ繊維成形体Ａの開口縁部を凹型８８の凹面１０２内にそのパルプ繊維成形体Ａの崩れを発生させないで容易に押し込むものであることから、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂがプレス方向に圧縮されてその円筒状部１０ｂにプレス方向の引張力が相対によって解消されるので、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂにおけるクラックの発生が好適に防止される。上記パルプ繊維成形体Ａのフランジ部Ａｆにより凸型８６の合わせ面９６とパルプ繊維成形体Ａとの間の当接面積が増加することから、比較的強度の低いプレス前のパルプ繊維成形体Ａの崩れが好適に防止される。

また、本実施例のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、プレス工程Ｓ８は、パルプ繊維成形体Ａのフランジ部Ａｆがそのフランジ部の厚みに凹型８８の凹面１０２の深さの５乃至１５％を加えた寸法だけその凹型８８の合わせ面１００よりも突き出している状態で、凸型８６を凹型８８へ向かって押しつけるものであることから、半球状のパルプ繊維成形体Ａの開口付近の円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂにおけるクラックの発生が好適に防止される。

また、本実施例のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口縁から底へ向かう円筒状部１０ｂは、プレス工程Ｓ８におけるプレス方向に対する角度が０乃至１０°の面であることから、その１０°以下のテーパ面である円筒状部がプレス方向に圧縮されてその円筒状部にプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂにおけるクラックの発生が好適に防止される。

また、本実施例のパルプ繊維製半球状容器の製造方法によれば、乾燥工程Ｓ７で乾燥されたパルプ繊維成形体Ａは、第１パルプ繊維製半球状容器１０の１．５倍以上の厚みを有するものであることから、プレス工程Ｓ８では、凸型８６の凸面９８と凹型８８の凹面１０２との間で挟圧されることによりパルプ繊維が相互に密着させられてパルプ繊維成形体Ａよりも肉厚が薄いフランジ部１０ｆ付第１パルプ繊維製半球状容器１０にプレスされるとともに、第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂがプレス方向に圧縮されてその円筒状部１０ｂにプレス方向の引張力が作用することが解消されるので、その第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口付近の円筒状部１０ｂにおけるクラックの発生が好適に防止される。

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施される。

例えば、前述の実施例においては、抄造型２０および型８６，８８はアルミニウム合金等の軽合金から構成されていたが、一般鋼、工具鋼、真鍮等の金属製、エポキシ樹脂等の樹脂製であってもよい。なお、抄造型２０が、例えば樹脂球、ガラス球、セラミック球などの無機質の粒子が接着剤で結合させられることにより多孔質に構成された多孔組織によって構成される場合には、吸引穴は不要となる。

また、抄造型２０においては、吸引穴２８は表面側の開口径よりも裏面側の開口径が大きい段付き穴に形成されていたが、例えば、表面側から裏面側に向かって次第に断面積が大きくなる円錐状に形成されても良い。また、目詰まりが生じ難い場合には、全体が同様な断面積を有するように形成されていても差し支えない。

また、前述の実施例では、吸引穴２８は表面の法線に対して傾斜させられていたが、法線と平行すなわち表面に対して直角方向に形成されてもよい。

また、前述の実施例においては、プレス装置８０の型である凸面８６、凹型８８にそれぞれヒータ９２、９４が備えられていたが、このヒータ９２、９４は必ずしも備えられていなくともよい。すなわち、プレス工程Ｓ８においては、パルプ繊維成形体Ａが単に加圧されるだけでもよい。

また、実施例においては、凸型８６には単一の凸面９８が備えられ、凹型８８には単一の凹面１０２が備えられていたが、凸面９８および凹面１０２は複数個ずつ備えられていてもよい。

また、前述の実施例のプレス工程Ｓ８では、パルプ繊維成形体Ａのフランジ部Ａｆの下面がプレス後の第１パルプ繊維製半球状容器１０の高さＨの１０％程度の寸法ｄだけ凹型８８から突き出した状態でプレスが開始されていたが、第１パルプ繊維製半球状容器１０の高さＨの５乃至１５％程度の寸法だけ該凹型８８の合わせ面１００よりも突き出している状態で、凸型８６を凹型８８へ向かって押しつけるものであってもよい。

また、前述の実施例のプレス工程Ｓ８に先立って乾燥工程Ｓ７が実施されていたが、その乾燥工程Ｓ７は必ずしも設けられていなくてもよい。プレス工程Ｓ８におけるプレスによっても乾燥機能が得られる。乾燥工程Ｓ７が設けられていない場合でも、プレス工程Ｓ８におけるプレスは１回であってもよいし、２回以上であってもよい。

また、実施例の抄造工程( 浸漬工程Ｓ１、吸引工程Ｓ２、および吸着工程Ｓ３) においては、図３に示すように、パルプ繊維成形体Ａの内周形状に対応する凸形状に形成された抄造面を有する抄造型２０が用いられていたが、パルプ繊維成形体Ａの内周形状に対応する凹形状の形成された抄造面を有する抄造型が用いられてもよい。

また、実施例のフランジ部除去工程Ｓ９では、図６に示す打抜装置１１０を用いて、プレス直後の第１パルプ繊維製半球状容器１０の開口端縁から外周側に突き出しているフランジ部１０ｆが、打抜下型１１２の下刃部材１１２ｂと円環状の上刃部材１１４との間で打ち抜かれることにより除去されていたが、たとえば上下が逆であってもよいし、下刃部材１１２ｂと合成樹脂板との間で挟圧することによりフランジ部１０ｆが除去されてもよい。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

本発明方法の一例が適用されることにより製造される第１パルプ繊維製半球状容器および第２パルプ繊維製半球状容器から成る密閉容器を示す図である。 図１の第１パルプ繊維製半球状容器を製造するパルプ繊維製品製造装置の要部構成を示す図である。 図２のパルプ繊維製品製造装置に設けられる抄造型の構成を詳しく説明するための断面図である。 図２のパルプ繊維製品製造装置に設けられる型すなわち凸型および凹型の構成を詳しく説明する図であって、押圧開始時の状態をを示す図である。 図２のパルプ繊維製品製造装置に設けられる型すなわち凸型および凹型の構成を詳しく説明する図であって、押圧完了後の状態を示す図である。 図２のパルプ繊維製品製造装置に設けられる打抜装置の要部構成を説明する図である。 図２のパルプ繊維製品製造装置によるパルプ繊維製半球状容器の製造工程をそれぞれ説明する工程図である。

符号の説明

１０：第１パルプ繊維製半球状容器
１２：第２パルプ繊維製半球状容器
１４：密閉容器
１８：パルプ泥漿
２０：抄造型
Ａ：パルプ繊維成形体
Ａｆ：パルプ繊維成形体のフランジ部
Ｓ１：浸漬工程、Ｓ２：吸引工程、Ｓ３：吸着工程( 抄造工程)
Ｓ５：脱水工程、Ｓ６：離型工程、Ｓ７：乾燥工程( 脱水乾燥工程)
Ｓ８：プレス工程
Ｓ９：フランジ部除去工程

Claims (6)

1. パルプ繊維製半球状容器をパルプ泥漿から製造するパルプ繊維製半球状容器の製造方法であって、
   前記半球状容器の内側形状に対応する吸着面を有する抄造型をパルプ泥漿内に浸漬して該パルプ泥漿を吸引することにより、半球容器状のパルプ繊維成形体を抄造する抄造工程と、
   該抄造工程において抄造されたパルプ繊維成形体を脱水および乾燥する脱水乾燥工程と、
   該脱水乾燥工程で乾燥されたパルプ繊維成形体を、合わせ面から突設されて前記半球状容器の内側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい突き出し高さを有する凸面を備えた凸型と、合わせ面に彫り込まれて該半球状容器の外側形状に対応する形状であって該パルプ繊維成形体の高さよりも小さい深さを有する凹面を備えた凹型との間で、加圧してパルプ繊維を相互に密着させることにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄い半球状容器にプレスするプレス工程と、
   を、含むことを特徴とするパルプ繊維製半球状容器の製造方法。
2. 前記抄造工程は、開口から外側へ向かって突き出す環状のフランジ部を備えた半球容器状のパルプ繊維成形体を抄造するものであり、
   前記プレス工程は、前記凸型の合わせ面を前記パルプ繊維成形体のフランジ部に当接させつつ該パルプ繊維成形体の開口縁部を前記凹型の凹面内に押し込むことにより、前記パルプ繊維成形体よりも肉厚が薄いフランジ部付半球状容器にプレスするものである請求項１のパルプ繊維製半球状容器の製造方法。
3. 該プレス工程によりプレスされた前記フランジ部付半球状容器からそのフランジ部を除去することにより前記パルプ繊維製半球状容器を得るフランジ部除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項２のパルプ繊維製半球状容器の製造方法。
4. 前記プレス工程は、前記パルプ繊維成形体のフランジ部が該フランジ部の厚みに前記凹型の凹面の深さの５乃至１５％を加えた寸法だけ該凹型の合わせ面よりも突き出している状態で、前記凸型を該凹型へ向かって押しつけるものである請求項２のパルプ繊維製半球状容器の製造方法。
5. 前記パルプ繊維製半球状容器の開口縁から底へ向かう円筒状部は、前記プレス工程におけるプレス方向に対する角度が０乃至１０°である請求項１乃至４のいずれか１のパルプ繊維製半球状容器の製造方法。
6. 前記乾燥工程で乾燥されたパルプ繊維成形体は、前記パルプ繊維製半球状容器の１．５倍以上の厚みを有するものである請求項１乃至５のいずれか１のパルプ繊維製半球状容器の製造方法。

Images