JP2916136B1 - 紙繊維を利用した製品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 微細孔を有する脱気手段を設けないで、乾燥
時間を短縮し、バリの発生をなくする。 【解決手段】 固定側金型１および可動側金型５を１２
０〜２２０℃に加熱した状態で、紙繊維に少なくとも澱
粉および水を添加して混練した成形材料を充填し、つい
で、固定側金型１のパーティング面１４と可動側金型５
のパーティング面１５との間に、０．０２〜０．５０ｍ
ｍの範囲の間隙を形成し、この間隙から水蒸気を放出除
去して乾燥することにより、水蒸気を速やかに放出して
乾燥時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、故紙，紙パルプの
ような紙繊維を利用した生分解性の製品、例えば育苗容
器、あるいは、無帯電性を必要とする製品、例えばＩＣ
用トレーなどを成形する方法の技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】紙繊維を利用した製品を成形する従来の
方法にあっては、故紙粉砕紙に澱粉および水を添加して
混練した成形材料を用い、これを加熱した金型のキャビ
ティ内に充填し、ついで添加した水により発生する水蒸
気を成形金型の外に放出除去させることにより固化乾燥
させている。

【０００３】そして、水蒸気を放出させる手段として、
キャビティ壁面に微細孔を有する脱気手段を設けたフラ
ッシュ型の成形金型を用いて成形する方法が提案されて
いる（例えば、特開平９−７６２１３号公報参照）。ま
た、水蒸気を放出させる微細孔を有する脱気手段を設け
た成形金型により成形をする際、転写性，寸法精度が良
く、通気性が低い高密度の製品を成形するために充填圧
力を高めて成形する場合、金型が少し開いていてもキャ
ビティ外に成形材料が流出しないように押し込み型の成
形金型を用い、金型を少し開いた状態で成形材料を充填
させたのち、脱気手段より水蒸気の一部を放出させ、つ
いで、金型を閉じて残りの水蒸気を放出する方法が提案
されている（特開平９−１０９１１３号公報参照）。

【０００４】さらに、紙繊維を利用した製品を成形する
場合に、脱気手段を設けることなく水蒸気を放出させる
方法として、乾燥工程において、金型を１ｍｍ程度型開
きし、その開いた隙間から水蒸気を放出する方法が提案
されている（例えば、特開平１０−２９２５０号公報参
照）。

【０００５】なお、この乾燥工程において金型を開く方
法の場合には、紙原料１００重量部に対して、小麦粉か
ら水により澱粉を流出除去させた残留物であるグルテン
をバインダとして３〜１００重量部と、グルテンのバイ
ンダとしての機能を発揮させるために水を２０〜１５０
重量部とを配合して混合した成形材料を用いることが開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の微細孔を有する
脱気手段を設けた成形金型により成形する方法にあって
は、キャビティ内に、薄肉部を成形する部分やリブを成
形する狭い溝部分が存在したりすると、これらの部分に
成形材料を均一に充填させるには、高い充填圧力を付与
してキャビティ内における成形材料の流動性を増大させ
る必要があった。

【０００７】一方、キャビティ内に成形材料を充填する
と、水が含まれている成形材料は、高温のキャビティ壁
面と接触している表面から加熱，乾燥されるので、表面
部に固化層が形成されるが、熱伝達が遅れる中央部は、
比較的低粘度の流動状態を保持したままになっている。
そして、この成形材料の表面部に形成された固化層は、
薄膜状で軟らかい状態にあるので、充填圧力を増大させ
ると破壊され、中央部に存在する流動状態の成形材料が
脱気手段の微細孔の中に流入して微細孔を閉塞させ、水
蒸気の放出が阻害されることにより、成形材料の乾燥固
化が困難になるという問題点があった。

【０００８】さらに、乾燥時間を短縮させる場合は、水
蒸気の発生を促進するために、金型温度を１２０℃以
上、好ましくは１３０℃以上にする必要がある。ところ
が、微細孔を有する脱気手段を設けないで成形金型を１
ｍｍ程度開くことにより水蒸気を放出する方法にあって
は、金型温度を１２０℃以上にするとキャビティ内で発
生した水蒸気の圧力により、成形金型の大きく開かれた
部分に成形材料が流出してバリが発生し易くなり、さら
にキャビティ内では成形材料の不足から空洞が発生し易
くなる。しかし、この種の紙繊維を利用して成形した製
品は極めて薄い肉厚のものであり、このような製品に１
ｍｍ程度のバリが発生したり、空洞が発生したりする惧
れがあって好ましくないという問題点があった。

【０００９】一方、金型温度を１２０℃以下にすると、
グルテンのバインダ機能を発揮させ、かつ成形材料に流
動性を与えるために添加している水の割合を多くする必
要があるが、紙原料とグルテンとの固形成分に対する水
の添加割合を少なくした場合でも、成形材料は流動性を
有しているのでバリが発生し易く、しかも金型温度が低
いことから、乾燥時間が長くなって成形サイクルを短縮
することができなくなるという問題点もあった。

【００１０】本発明は、微細孔を有する脱気手段を設け
ることなく、またバリを発生させることも少なく、水蒸
気はスムーズにかつ短い時間で確実に放出させることが
でき、充填圧力も増大させることができるようにするこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の紙繊維を利用した製品の成形方法におい
ては、比較的高温に加熱した固定側金型および可動側金
型を閉じてそれぞれのパーティング面を密着させた状態
で形成したキャビティ内に、紙繊維に少なくとも水溶性
結合材および水を添加して混練した成形材料を充填し、
ついで前記の固定側金型および可動側金型を微小量開い
てパーティング面の間に微小の間隙を形成し、この微小
の間隙から成形材料に添加した水を気化させて放出除去
し、成形材料を乾燥固化することとしている。

【００１２】そして、このようにすることにより、成形
材料を充填する際のキャビティは密閉状態になってお
り、キャビティに成形材料を充填させたのち、充填圧力
を増大させると、成形材料の流動性によりキャビティに
おける薄肉部を成形する部分やリブを成形する狭い溝部
分にも成形材料を確実に充填することができる。また、
比較的高温状態に加熱された金型のキャビティに充填さ
れた成形材料より水蒸気が発生し、その水蒸気圧力が高
くなっていることから、パーティング面の間に形成した
間隙、および成形材料の表面とキャビティ壁面との間隙
が狭くても、発生した水蒸気を成形金型の外へ速やかに
放出逸散させて乾燥固化するので、成形サイクルを短縮
することができる。しかも、パーティング部に接する成
形材料の表面にも充填と同時に固化層が形成されるの
で、パーティング面の間に形成した間隙が狭くなってい
ることと相まってこの間隙から成形材料が流出するのを
抑えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の紙繊維を利用した製品の
成形方法にあっては、紙繊維に少なくとも水溶性結合材
および水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から
２２０℃に加熱した固定側金型および可動側金型のパー
ティング面を密着させた状態のキャビティ内に充填し、
ついで前記パーティング面の間に０．０２ｍｍから０．
５０ｍｍの間隙を形成し、この間隙より前記キャビティ
内の水蒸気を放出除去して成形材料を乾燥固化するもの
である。

【００１４】そして、成形材料には、紙繊維および水溶
性結合材の固形成分に高温状態の金型内における流動性
を良好にするために、固形成分に対する水の割合は比較
的多量に含有させているので、加熱状態で密閉状態にあ
るキャビティに成形材料を充填させると、その充填圧力
と成形材料の流動性とにより、成形材料はキャビティ内
の薄肉部を成形する部分やリブを成形する狭い溝部分な
どにも確実に充填することができる。

【００１５】また、加熱状態にあるキャビティ内に充填
された成形材料の表面には、キャビティ壁面の熱により
乾燥固化して極めて薄い固化層が形成され、この固化層
は中央部に低粘度の流動性を保持している成形材料を包
皮した状態になっている。したがって、成形材料より発
生した水蒸気を放出させるために、キャビティ内に成形
材料を充填した後でパーティング面の間に間隙を形成し
た場合、この間隙から中央部に流動性を保持している成
形材料が流出することはなく、水蒸気のみを速やかに放
出除去することができる。その際、キャビティ内に成形
材料を充填した後で形成するパーティング面の間隔が開
き過ぎると、成形材料から発生する水蒸気に起因する発
泡圧力により成形材料の表面に形成された固化層が破壊
され易くなり、流動性を保持している成形材料が水蒸気
とともにパーティング面の間から流出し、得られる成形
品には空洞部およびバリが発生する惧れがあるので、
０．５０ｍｍが上限として効果的であり、０．３０ｍｍ
以下が好ましいことを確認している。一方、パーティン
グ面の間隙の開きが不十分であると、キャビティ内の水
蒸気圧力によって成形材料が膨張し、キャビティ壁面に
密着して水蒸気の放出が困難となって乾燥時間が長くな
るので、０．０２ｍｍが下限として効果的であり、０．
０５ｍｍ以上が好ましいことも確認している。

【００１６】なお、パーティング面の間に間隙を形成す
ると、キャビティ内の充填圧力が減少して成形材料は多
少膨張することがあるが、その膨張力は、表面の固化層
を破壊するほどの強さではないので、成形材料は、中央
部に流動性を保持した状態で表面が固化層により包皮さ
れた状態を維持している。

【００１７】しかも、成形材料からは多量の水蒸気が発
生するにも拘らず成形材料の表面に形成された固化層と
キャビティ壁面とは密着しておらなく、水蒸気圧力が大
きくなっているので、水蒸気はキャビティ壁面と固化層
との間をキャビティの壁面に沿って流動し、パーティン
グ面の間に形成された間隙が微小であっても、特別に脱
気手段を設ける必要もなく成形金型の外へ容易に速やか
に放出除去させることができ、成形材料を短時間に乾燥
固化して成形サイクルを短縮することができる。

【００１８】また、成形材料の表面への固化層の形成、
成形材料よりの水蒸気の発生状況、キャビティ内の水蒸
気圧力の大きさなどを考慮した上で乾燥固化に要する時
間の短縮化を図るには、固定側金型および可動側金型は
１２０℃から２２０℃の範囲に加熱するのが好ましいこ
とも確認している。ただし、固形成分に対する水の割合
が比較的大きい場合、例えば、固形成分／水が１０／１
５のような場合は、成形材料の流動粘度が低く、水蒸気
の発生量が多いことから発泡し易くなるので、０．０２
ｍｍ〜０．５０ｍｍのような狭い間隙であっても発泡圧
力により成形材料を流出することなく、水蒸気のみを速
やかに放出除去させてバリの発生がない良好な成形品を
得るには、金型を加熱する温度は低い側にするのが好ま
しく、パーティング面の間隙は小さい側にするのが好ま
しい。反対に、固形成分に対する水の割合が比較的小さ
い場合、例えば、固形成分／水が１０／４のような場合
は、成形材料の流動性が小さく、水蒸気の発生量も少な
いので、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍのような狭い間隙
から水蒸気を速やかに放出除去させて良好な成形品を得
るには、金型を加熱する温度は高い側にするのが好まし
く、パーティング面の間隙は大きい側にするのが好まし
い。

【００１９】パーティング面に間隙を形成することによ
る成形品の肉厚に対する影響についても検討したが、成
形材料の充填が完了した時点では、既に表面に固化層が
形成されているので、この固化層が成形品の外形形状を
規制することにより、計測できるほどの影響は確認され
なかった。肉厚が多少変化したとしても、成形工程にお
いては、成形品を離型する前に金型を正規の型締め圧に
より閉じたのちに離型して成形品を取り出すのが普通で
あるので、この型締めの際にも肉厚は矯正されることに
なる。

【００２０】この成形方法では、パーティング面より水
蒸気を放出除去する際には、成形材料の表面に固化層が
形成され、中央部は低粘度の流動性が保持された状態に
なっているので、キャビティ内に成形材料の充填が完了
した時点からパーティング面の間に間隙を形成するまで
の許容時間は、短くするのが効果的である。許容時間を
長くしてキャビティ内の水蒸気圧が上昇し過ぎると、パ
ーティング面の間に間隙を形成した場合、水蒸気が急激
に放出され易くなって発泡現象が発生し、成形品に空洞
部が形成されるので好ましくない。

【００２１】この許容時間は、成形材料における水の含
有割合、パーティング面の間の間隙の開き量、成形材料
の充填に要する時間などによっても影響されるが、金型
温度によって最も規制されることを確認している。以下
に説明する組成の成形材料の場合の金型温度としては、
１２０℃〜２２０℃の範囲が好ましく、許容時間は、金
型温度が１３０℃以下では５秒以内、２００℃以上では
１秒以内が好ましいことを確認している。

【００２２】なお、この成形方法に用いる成形材料とし
ては、紙繊維５０〜９０部、好ましくは６０〜８０部
と、澱粉１０〜５０部、好ましくは２０〜４０部との混
合物１００部に、水４０〜２００部、好ましくは５０〜
１５０部を添加した配合物１００部に対し、内部離型剤
として非アルカリ金属の長鎖脂肪酸塩を０．２〜２．０
部、好ましくは０．５〜１．５部添加して混練し、固形
成分に対する水の含有割合を多くした組成のものが好ま
しい。また、非アルカリ金属の長鎖脂肪酸塩としては、
ステアリン酸もしくはラウリン酸の金属塩であって、カ
ルシウム，マグネシウム，亜鉛，アルミニウム，ストロ
ンチウムの群から選ばれた金属塩を用いることができ、
澱粉の１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％はポリビ
ニルアルコールにより置換することもできる。

【００２３】このような成形材料を用い、以上説明した
ようにして成形した製品は、薄肉で、軽量で、高剛性
で、反りがなく、収縮もない特性を有し、さらに、耐熱
性で、無帯電性で、自体より塵を発生したり、他より塵
を吸収したりすることもなく、土中では細菌の作用によ
り１〜２週間で生分解されて崩壊するという特徴も有し
ている。

【００２４】さらに、紙繊維に少なくとも水溶性結合材
および水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から
２２０℃に加熱した固定側金型および可動側金型のパー
ティング面を密着させた状態のキャビティ内に充填する
工程と、前記パーティング面を離反させて０．０２ｍｍ
から０．５０ｍｍの間隙を形成して前記キャビティ内の
水蒸気を放出除去する工程と、この水蒸気を放出除去す
る工程の後に、さらに、パーティング面を密着させる工
程と、パーティング面を離反させる工程とを少なくとも
１回以上追加するものである。

【００２５】キャビティ内の水蒸気を放出除去して乾燥
固化させる初期の段階では、パーティング面の間に間隙
を形成した際に、その間隙に相当する量の間隙が、キャ
ビティ内の成形材料の表面の固化層とキャビティ壁面と
の間にも形成されるが、水蒸気圧によって成形材料が膨
張して固化層がキャビティ壁面と密着し、水蒸気の流出
通路が閉塞されて乾燥固化に時間がかかり、成形品の形
状にも影響を及ぼすことがある。そこで、パーティング
面を離反させて間隙を形成したのち、再度パーティング
面を密着させて成形材料を圧縮し、ついでパーティング
面を離反させることにより、キャビティ内の成形材料の
表面の固化層とキャビティ壁面との間に間隙を再生させ
ることができるので、パーティング面を離反させ、つい
で密着させる工程を繰り返して水蒸気の放出除去をする
ことにより、効率よく、速やかに乾燥固化をすることが
できる。

【００２６】

【実施例】本発明の実施例について、直径が１２０ｍ
ｍ、主要部分の肉厚が１ｍｍ、底面にリブを有する皿状
の容器を射出成形する場合を参照して詳述する。なお、
リブの形状は、基部の肉厚を０．７ｍｍ、先端部の肉厚
を０．５ｍｍ、高さを１０ｍｍとした。

【００２７】リブを有する皿状の容器を射出成形する金
型について、その構成模式図を示す図１を参照して説明
する。

【００２８】図１において、１は固定側型板２に断熱板
３を介して固定側取付け板４を取付けて構成した固定側
金型、５は可動側型板６に断熱板７を介して可動側取付
け板８を取付けて構成した可動側金型、９は成形機の型
開閉ラム１０と連動して前進後退する可動側型取付け
盤、１１は可動側型取付け盤９に植設した型取付けボル
トで、遊端部は可動側取付け板８に設けた透孔１２内に
遊嵌されて可動側取付け板８が型取付けボルト１１に沿
って摺動できるようになっている。

【００２９】固定側金型１と可動側金型５とを閉じると
きは、型開閉ラム１０により前進する可動側型取付け盤
９によって可動側取付け板８が前進し、型取付けボルト
１１は遊端部が可動側取付け板８より突出した状態にな
っている（図１参照）。また、固定側金型１と可動側金
型５とを開く初期の段階では、型開閉ラム１０により可
動側型取付け盤９が後退するが、その後退距離が３０ｍ
ｍ以内では、型取付けボルト１１の頭部１３が可動側取
付け板８と係止しないようになっている。そして、可動
側型取付け盤９の後退により型締め力が解放され、可動
側取付け板８が摺動できる状態になっても強制的に型開
き力が作用しない限り固定側金型１と可動側金型５とは
閉じた状態を維持している。

【００３０】１４は固定側金型１のパーティング面、１
５は可動側金型５のパーティング面、１６は固定側金型
１および可動側金型５を閉じてパーティング面１４，１
５を密着させることにより形成したキャビティで、本体
成形部１７とリブ成形部１８とを備えたリブを有する皿
状容器の形状になっている。１９は射出ノズル、２０は
固定側金型１を加熱するカートリッジヒータ、２１は可
動側金型５を加熱するカートリッジヒータ、２２はパー
ティング面１４，１５の間隙寸法を規制する制御手段
で、一端を可動側金型５の可動側型板６に固定し、固定
側金型１と対向する他端に挿入孔２３を設けた制御ピン
固定板２４と、挿入孔２３に嵌合する制御ピン２５と、
固定側金型１の固定側型板２に設けて制御ピン２５の先
端部を遊嵌させる穴部２６とを有する。

【００３１】そして、制御ピン２５の先端部の直径をａ
とし、穴部２６の直径をｂとした場合、制御ピン２５を
穴部２６に遊嵌した状態では、後で説明する動作によ
り、パーティング面１４，１５の間隙寸法を（ｂ−ａ）
／２に規制することができる。そこで、制御ピン２５と
穴部２６との直径を所定の大きさにすることにより、パ
ーティング面１４，１５の間隙寸法を決定することがで
きる。

【００３２】つぎに、この金型の動作について説明す
る。キャビティ１６内に成形材料を充填する工程では、
型開閉ラム１０により可動側型取付け盤９を前進させ、
固定側金型１と可動側金型５とを閉じてパーティング面
１４，１５を密着させてキャビティ１６が密閉された状
態とする。ついで、射出ノズル１９より成形材料をキャ
ビティ１６内に射出充填すると、その充填圧力により、
成形材料はリブ成形部１８の狭い部分に至るまでキャビ
ティ１６内に均一に充填される。そして、加熱されてい
るキャビティ１６の壁面と接触している成形材料の表面
には固化層が形成されるが、中央部は低粘度の流動性を
保持した状態になっており、この状態を許容時間維持す
る間に水蒸気が発生し、その水蒸気圧力によりキャビテ
ィ１６の内部圧力が増大する。

【００３３】パーティング面１４，１５を離反させて間
隙を形成し、この間隙により発生する水蒸気を放出除去
して乾燥固化する工程では、型開閉ラム１０により可動
側型取付け盤９を後退させると、可動側取付け板８の締
め付け圧力が開放されるので、可動側取付け板８は型取
付けボルト１１に案内されて摺動可能となっているが、
固定側金型１と可動側金型５とは閉じた状態になってい
る。そして、キャビティ１６内の水蒸気圧力によって可
動側取付け板８が型取付けボルト１１に沿って摺動して
後退して固定側金型１と可動側金型５とが開くと、パー
ティング面１４，１５が離反して間隙を形成し、その間
隙から水蒸気が放出除去される。しかし、可動側取付け
板８が後退できる距離は、制御手段２２の制御ピン２５
の先端部が穴部２６の壁面と当接するまでの移動距離に
規制されるので、パーティング面１４，１５の間に形成
される間隙の開き量は、可動側取付け板８が後退する距
離、すなわち、穴部２６の直径と制御ピン２５の直径と
の差の半分に相当する量となる。

【００３４】なお、制御手段２２の代わりに、精度の高
い型開き制御機構を用い、型開閉ラム１０の後退量を制
御し、この後退量と等しい量だけパーティング面１４，
１５とを離反させて間隙を形成するようにしてもよく、
本発明はパーティング面の間に間隙を形成する手段によ
り制限されるものではない。

【００３５】この実施例において用いた成形材料につい
て説明する。安積濾紙（株）提供の木材パルプを紙繊維
とし、王子コーンスターチ（株）製コーンＹの澱粉と日
本合成化学工業（株）製ゴーセノールＮＭ−１４のポリ
ビニルアルコールとを水溶性結合材とし、キシダ化学
（株）で試験研究用として調整したステアリン酸亜鉛を
内部離型剤として用い、以下に説明するような割合に混
合して成形材料を調整した。

【００３６】紙繊維：澱粉：ポリビニルアルコール：水
との割合を、７：２．１：０．９：４とし、これの合計
量１００部に対してステアリン酸亜鉛を１部添加したも
のを成形材料Ａとし、紙繊維：澱粉：ポリビニルアルコ
ール：水との割合を、７：２．１：０．９：６とし、こ
れの合計量１００部に対してステアリン酸亜鉛を１部添
加したものを成形材料Ｂとし、紙繊維：澱粉：ポリビニ
ルアルコール：水との割合を、７：２．１：０．９：１
０とし、これの合計量１００部に対してステアリン酸亜
鉛を１部添加したものを成形材料Ｃとし、紙繊維：澱
粉：ポリビニルアルコール：水との割合を、７：２．
１：０．９：１５とし、これの合計量１００部に対して
ステアリン酸亜鉛を１部添加したものを成形材料Ｄとし
た。なお、固形成分と水との割合は、成形材料Ａでは１
０／４、成形材料Ｂでは１０／６、成形材料Ｃでは１０
／１０、成形材料Ｄでは１０／１５となっている。

【００３７】なお、成形材料において固形成分に対する
水の割合が高くなると、成形材料の流動粘度が低くな
り、かつ発泡し易くなるので、パーティング面１４，１
５の間に形成した間隙から発泡圧力によって成形材料が
流出しないように、固定側金型１と可動側金型５とを加
熱する温度は低くしている。すなわち、固定側金型１と
可動側金型５との温度は、成形材料Ａでは２００℃、成
形材料Ｂでは１８０℃、成形材料Ｃでは１６０℃、成形
材料Ｄでは１３０℃としている。

【００３８】つぎに、これら成形材料を調整するには、
内容量が約２０リットルのいわゆるポリバケツに、前記
の紙繊維，澱粉，ポリビニルアルコール，水およびステ
アリン酸亜鉛を合計量が１ｋｇになるように順次秤取し
て撹拌する。ついで、この撹拌したものをボルグワーナ
社製の同方向回転、２軸混練押出機により押し出したの
ち、直径約５ｍｍ、長さ約５ｍｍのペレット状とした。

【００３９】この２軸混練押出機は、スクリュウ径２８
ｍｍ、Ｌ／Ｄ３２で、混練条件としてはシリンダおよび
ダイの温度は７０℃、スクリュウの回転速度は２００ｒ
ｐｍとしている。

【００４０】また、射出成形機としては、住友重機械工
業（株）製の射出成形機ＳＨ２２０を用い、それぞれの
仕様の最大値としては、型締め力２２０トン、射出率４
００ｃｍ³／ｓｅｃ、射出圧力２１５０ｋｇｆ／ｃｍ²、
スクリュウ回転速度３３０ｒｐｍとし、スクリュウ径は
５０ｍｍとしている。

【００４１】また、成形条件については、射出成形機で
の設定値として型締め力１００トン、射出率３０ｃｍ³
／ｓｅｃ、射出圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ²、スクリュウ
回転速度１００ｒｐｍ、シリンダ内における成形材料の
計量値は１３ｍｍ（約２５ｃｍ³）とし、シリンダの設
定温度は、中央部が７０℃、ポッパ側およびノズル部は
それぞれ３０℃とした。なお、金型温度は、上述の１３
０℃，１６０℃，１８０℃，２００℃を選択して成形し
ている。

【００４２】つぎに、以上に記載した条件の成形材料お
よび射出成形機を用いて皿状容器を成形した場合につい
て説明し、その結果は表２〜表９に示す通りである。

【００４３】固定側金型１および可動側金型５の型締め
をしてパーティング面１４，１５を密着させたのち、パ
ーティング面１４，１５が所定量だけ開くように制御手
段２２の制御ピン２５を選択して取付け、ついで、成形
材料を射出し、この射出の完了と同時に型締め力を開放
して型開閉ラム１０を１０±５ｍｍ後退させる。

【００４４】型開閉ラム１０が後退すると、キャビティ
１６内で発生した水蒸気圧力により、可動側金型５は可
動側取付け板８が型取付けボルト１１に案内されながら
後退してパーティング面１４，１５が離反する。そし
て、制御手段２２によりパーティング面１４とパーティ
ング面１５との間に所定量の間隙が形成され、この間隙
から水蒸気を放出除去し、この水蒸気の放出が終了した
のち、固定側金型１および可動側金型５を型締めしてパ
ーティング面１４，１５を密着させ、ついで成形材料が
乾燥固化された成形品をキャビティ１６内から離型し
た。そして、このようにパーティング面１４，１５を１
回だけ離反させて水蒸気を放出させて成形した成形品を
製品Ｍと称し、表２〜表５に示している。

【００４５】表２は成形材料Ａを用い、固定側金型１お
よび可動側金型５を２００℃に加熱した場合、表３は成
形材料Ｂを用い、固定側金型１および可動側金型５を１
８０℃に加熱した場合、表４は成形材料Ｃを用い、固定
側金型１および可動側金型５を１６０℃に加熱した場
合、表５は成形材料Ｄを用い、固定側金型１および可動
側金型５を１３０℃に加熱した場合をそれぞれ示してい
る。また、表２〜表９において、製品の評価は表１に示
すような基準で行い、乾燥時間は、水蒸気の放出を開始
させるためにパーティング面１４，１５を離反させて所
定量の間隙を形成した時点から、水蒸気の発生がなくな
るまで、すなわち水蒸気の発生音が出なくなるまでの時
間を示している。

【００４６】

【表１】

【００４７】なお、本実施例における成形品の投影面積
は約１１０ｃｍ²であり、例えば、金型温度１８０℃に
おける水蒸気の圧力は約１０ｋｇｆ／ｃｍ²となるの
で、水蒸気圧力により充分に可動側金型５を後退させる
ことができる。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】表２〜表５に示すように、パーティング面
１４，１５を１回だけ離反させて水蒸気を放出除去した
製品Ｍの場合、間隙が０．０２ｍｍから０．５０ｍｍの
範囲で乾燥時間を短縮して良好な製品が得られることが
わかる。なお、実施例８，１５，１６，２２〜２４，３
０〜３２の場合、パーティング面の間隙に接する製品の
周縁部に凹凸が僅かに発生するが、サンドペーパーなど
により容易に仕上げられる程度のものであった。

【００５３】また、固形成分に対する水の割合が少ない
場合は金型温度を高くし、固形成分に対する水の割合が
多い場合は金型温度を低くすることが、製品の外観に対
する影響の面からは効果的であることがわかる。

【００５４】一方、パーティング面の間に間隙を形成し
ない比較例１，４，７，１０の場合は、３００秒放置さ
せても殆ど水蒸気が放出されることがなく、３００秒後
に金型を開くと、型開きと同時に水蒸気の圧力により成
形材料が飛散して成形品として取り出すことができなか
った。パーティング面の間の間隙を大きくした比較例
２，３，５，６，８，９，１１，１２の場合は、水蒸気
の圧力により成形材料の一部が間隙に流出して成形品に
バリが発生し、成形品の内部には発泡に基づく空洞の発
生が見られた。

【００５５】また、前記のキャビティ１６内で発生した
水蒸気圧力によりパーティング面１４，１５を離反さ
せ、制御手段２２によりパーティング面１４とパーティ
ング面１５との間に所定量の間隙を形成し、この間隙か
ら水蒸気を５秒間だけ放出させたのち、瞬間的に固定側
金型１および可動側金型５を型締めしてパーティング面
１４，１５を密着させ、ついで、さらにパーティング面
１４，１５を５秒間だけ離反させて水蒸気を放出させた
のち、再度、瞬間的にパーティング面１４，１５を密着
させるように、パーティング面を離反させて水蒸気を放
出させる工程と、パーティング面を密着させる工程との
サイクルを水蒸気の発生音がなくなるまで繰り返した後
で離型した成形品を製品Ｎと称し、表６〜表９に示して
いる。なお、表６は成形材料Ａを用い、固定側金型１お
よび可動側金型５を２００℃に加熱した場合、表７は成
形材料Ｂを用い、固定側金型１および可動側金型５を１
８０℃に加熱した場合、表８は成形材料Ｃを用い、固定
側金型１および可動側金型５を１６０℃に加熱した場
合、表９は成形材料Ｄを用い、固定側金型１および可動
側金型５を１３０℃に加熱した場合をそれぞれ示してい
る。

【００５６】

【表６】

【００５７】

【表７】

【００５８】

【表８】

【００５９】

【表９】

【００６０】表６〜表９に示すように、パーティング面
１４，１５を離反させて水蒸気を放出除去し、ついで密
着させるサイクルを繰り返して成形した製品Ｎの場合、
間隙が０．０２ｍｍから０．５０ｍｍの範囲で乾燥時間
がより短縮されて良好な製品が得られることがわかる。
なお、実施例４０，４７，４８，５４〜５６，６２〜６
４の場合、パーティング面の間隙に接する製品の周縁部
に凹凸が僅かに発生するが、サンドペーパーなどにより
容易に仕上げられる程度のものであった。

【００６１】また、固形成分に対する水の割合が少ない
場合は金型温度を高くし、固形成分に対する水の割合が
多い場合は金型温度を低くすることが、製品の外観に対
する影響の面からは効果的であることは製品Ｍを成形し
た場合と同じであることがわかる。

【００６２】一方、パーティング面の間の間隙を大きく
した比較例１３〜２０の場合は、水蒸気の圧力により成
形材料の一部が間隙に流出して成形品にバリが発生し、
成形品の内部には発泡に基づく空洞の発生が見られた。

【００６３】パーティング面の間に間隙を形成させる
と、キャビティ内の成形材料の表面とキャビティ壁面と
の間にも同じ量の間隙が形成されて水蒸気が流出する
が、水蒸気の圧力により成形材料が膨張して成形材料の
表面とキャビティ壁面との間隙は狭められる。しかし、
パーティング面１４，１５を離反させて水蒸気を放出除
去し、ついで密着させるサイクルを繰り返した場合、パ
ーティング面の離反により膨張した成形材料が、パーテ
ィング面の密着により圧縮されて成形材料の表面とキャ
ビティ壁面との間隙を再生させるので、水蒸気の放出除
去が一層速やかになって乾燥時間がより短縮される。

【００６４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施して水蒸気の放出除去をスムーズにかつ短い時間で行
うので、乾燥時間を短縮し、成形サイクルを短縮してバ
リの発生がない紙繊維製品を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において用いた金型の構成模式
図

【符号の説明】

１ 固定側金型 ５ 可動側金型 １４，１５ パーティング面 １６ キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船木 正彦 大阪府守口市大日町１丁目３番７号 大 宝工業株式会社内 審査官 松縄 正登 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D21J 3/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙繊維に少なくとも水溶性結合材および
   水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から２２０
   ℃に加熱した固定側金型および可動側金型のパーティン
   グ面を密着させた状態のキャビティ内に充填し、ついで
   前記パーティング面の間に０．０２ｍｍから０．５０ｍ
   ｍの間隙を形成し、この間隙より前記キャビティ内の水
   蒸気を放出除去して成形材料を乾燥固化させる紙繊維を
   利用した製品の成形方法。
2. 【請求項２】 キャビティ内に成形材料を充填したの
   ち、パーティング面の間に０．０５ｍｍから０．３０ｍ
   ｍの間隙を形成する請求項１記載の紙繊維を利用した製
   品の成形方法。
3. 【請求項３】 紙繊維に少なくとも水溶性結合材および
   水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から２２０
   ℃に加熱した固定側金型および可動側金型のパーティン
   グ面を密着させた状態のキャビティ内に充填する工程
   と、前記パーティング面を離反させて０．０２ｍｍから
   ０．５０ｍｍの間隙を形成して前記キャビティ内の水蒸
   気を放出除去する工程と、この工程の後に、さらに、パ
   ーティング面を密着させる工程と、パーティング面を離
   反させる工程とを少なくとも１回以上追加する紙繊維を
   利用した製品の成形方法。