JP3415609B2 - 成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形体の製造方法
及び成形装置に関わり、中空の繊維成形体をその内側よ
り中子を膨出させて押圧する工程を具備する成形体の製
造方法及び成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】中空の
パルプモールド成形体を製造方法においては、抄造され
た成形体を乾燥型内に配した後、該成形体内に拡縮自在
な袋状の弾性中子を挿入し、該弾性中子内に流体を供給
して該成形体内で該弾性中子を膨出させ、該成形体を内
側から乾燥型の内面に押圧して乾燥を行っている。

【０００３】このような成形体の製造方法では、高温の
乾燥型内において弾性中子の膨張収縮が繰り返し行われ
るため、弾性中子が著しく劣化してしまい、弾性中子を
頻繁に取り替える必要があった。このため、弾性中子の
取り替えを頻繁に行わずに済み長期間に亘って安定的に
成形体を製造し得る成形体の製造方法及び成形装置が望
まれていた。

【０００４】従って、本発明の目的は、長期間に亘って
安定的に成形体を製造することができる成形体の製造方
法及び成形装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、乾燥型内に配
された中空の成形体の内部に拡縮自在な中空の弾性中子
を配設し、該弾性中子内に流体を供給して該弾性中子を
膨出させ、前記成形体を前記乾燥型の内面に押圧して成
形する工程を具備する成形体の製造方法において、前記
弾性中子を膨出させた状態で該弾性中子内の前記流体を
入れ換えながら前記成形体を前記乾燥型の内面に押圧す
ることを特徴とする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】また、本発明は、拡縮自在な中空の弾性中
子と、該弾性中子内に流体を供給する供給路と、該供給
路とは独立して前記弾性中子内から前記流体を排出する
排出路とを具備する成形体の成形装置であって、前記排
出路に、前記弾性中子内に供給される前記流体の圧力に
応じて該弾性中子内の圧力を調整する圧力調整手段を備
えている成形体の成形装置を提供することにより、前記
目的を達成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の成形体の成形装置
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。

【０００８】図１及び図２は、本発明の成形体の成形装
置をパルプモールド成形体の成形装置（以下、単に成形
装置ともいう。）に適用した一実施形態を示したもので
ある。同図において、符号１は成形装置を示している。

【０００９】図１及び図２に示すように、成形装置１
は、拡縮自在な中空の弾性中子２と、弾性中子２内に流
体を供給する供給路３と、供給路３とは独立して弾性中
子２内から前記流体を排出する排出路４とを具備してい
る。

【００１０】成形装置１は、弾性中子２への成形体に出
し入れ方向に、装置本体１０のフレーム１００を平行移
動させる駆動手段（図示せず）と、前記供給路３を通じ
て流体を供給するコンプレッサー（図示せず）、弾性中
子２内の流体を強制的に吸引する吸引ポンプ（図示せ
ず）とを備えている。フレーム１００には、挿入孔１０
１が形成されており、後述の回転軸４０がベアリング
（図示せず）を介して挿設できるようになっている。

【００１１】弾性中子２は、その開口部２０にフランジ
２１が設けられており、また、その底部内面に上方に向
けて突出する水平断面形状が略正方形の突出部２２が設
けられている。弾性中子２の膨出部２３の形状は、押圧
する成形体の内面形状に併せて適宜設定することができ
るが、後述のように捻回されていない状態での形状は、
乾燥型の内面形状と略同形状であることが、弾性中子２
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。弾性中子２は、後述の保持具５を介し
てフレーム１００に装着されている。

【００１２】弾性中子２は、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弾性材料から形成さ
れている。また、弾性中子２は、伸縮性を有する布等に
これらの弾性材料をコーティングして形成することもで
きる。

【００１３】図２に示すように、供給路３は、その一部
が、弾性中子２内に配されるコアパイプ３０と、コアパ
イプ３０の上端部にシールドパッキンを介して接続され
て当該コアパイプ３０をその軸まわりに回転させる中空
の駆動軸３１とで構成されている。

【００１４】コアパイプ３０は、駆動軸３１へ挿入され
当接する部分の一部の断面が略正方形状に形成されてお
り、その下端部には弾性中子２の突出部２２が挿嵌され
ている。これにより、弾性中子２に駆動軸３１の回転力
が伝達されるようになっている。コアパイプ３０の下方
部には、吐出孔３００が形成されており、この吐出孔３
００から弾性中子２内に流体を供給できるようになって
いる。

【００１５】駆動軸３１は、フランジ部３１０と軸部３
１１とを有する内部が中空の部材で構成されており、軸
部３１１の下端部には前記コアパイプ３０の上端部に対
応した略正方形状の断面を有する凹部３１２を備えてい
る。また、軸部３１１の外周には排出路４の一部を構成
する溝３１３が形成されている。

【００１６】図１に示すように、供給路３には、圧力弁
３２が介装されており、シーケンス制御等によって圧力
弁３２を制御することにより、弾性中子２内へ供給する
流体のオン・オフ及び供給時間を制御できるようになっ
ている。

【００１７】排出路４は、その一部が前記駆動軸３１と
ともに回転する回転軸４０と、前記駆動軸３１の溝３１
３とで構成されている。回転軸４０は、フランジ部４０
０と軸部４０１とを有する内部が中空の部材で構成され
ており、フランジ部４００は、駆動軸３１のフランジ部
３１０にボルトで固定されている。軸部４０１の外周に
は、後述する凸部の内面に接して流体の漏れを防ぐシー
ルドパッキンが配設されている。回転軸４０は、ベアリ
ング（図示せず）を介して前記フレーム１００の挿入孔
１０１内に挿設されている。フランジ部４００には、当
該フランジ部４００の外周において開口する開口部４０
２が形成されている。回転軸４０は開口部４０２に通じ
る排出口４０３を有する軸受け４０４で軸支されてお
り、この排出口４０３を通じて流体が弾性中子２外に排
出されるようになっている。

【００１８】図２に示すように、排出路４には、弾性中
子２内に供給される前記流体の圧力に応じて弾性中子２
内の圧力を調整する圧力調整弁（圧力調整手段）４１
と、排出路４から排出される前記流体の流量を調整する
流量調整弁（流量調整手段）４２と、排出路４から排出
される前記流体の流量を検出しその検出出力を流量調整
弁４２に出力する流量計４３とを備えている。前記排出
口４０３を通じて排出された流体は、これら流量調整弁
４２、流量計４３、流量調整弁４１を経て外部に排出さ
れるようになっている。

【００１９】圧力調整弁４１は、いわゆるリリーフ弁で
構成されており、供給路３を通じて弾性中子２内に設定
圧力を超えての流体が供給された場合には、当該設定圧
力以下となるように流体を排出口から排出し、弾性中子
２内の流体の入れ換えが行えるようになっている。流量
調整弁４２は、絞り弁で構成されており、流量計４３の
出力に基づいて、排出路４内の流体の流量を制御できる
ようになっている。このように、排出路４に流量調整弁
４２を介装させることにより、供給路３から供給された
流体が弾性中子２内を還流し排出路４に排出される間の
流量を調整できるようになっている

【００２０】図１に示すように、前記保持具５は、弾性
中子２の開口部２０をそのフランジ部２１において上下
から挟持する２つのリング状の挟持部材５０、５１を主
体として構成されており、挟持部材５０、５１は、ボル
ト５２によって固定されている。

【００２１】挟持部材５０は、弾性中子２のフランジ部
２１を上面側から挟持するリング状の部材である。挟持
部材５０は、弾性中子２の開口部２０に挿入される凸部
５０ａ及びフランジ部２１の上面が当接する凹部５０ｂ
を有している。

【００２２】凸部５０ａの下面中央部には、コアパイプ
３０が回転可能なクリアランスを有する孔５０ｃが形成
されており、孔５０ｃの周りには、排出路４を構成する
流通孔５０ｄが形成されている。また、凸部５０ａの内
部は、コアパイプ３０と駆動軸３１との連結部の収容ス
ペースとなっている。

【００２３】凸部５０ａの内面とコアパイプ３０との間
には排出路４を構成するクリアランス５０ｅが設けられ
ており、コアパイプ３０の吐出孔３００から吐出された
流体は、弾性中子２内を循環し、流通孔５０ｄ、クリア
ランス５０ｅ、前記溝３１３を通じて弾性中子２の外部
に排出されるようになっている。

【００２４】挟持部材５０の外周面には、後述のボール
プランジャ６１のボールが係合されるＶ字断面形状の係
合溝又は深さ方向に縮径する穴５０ｆが形成されてい
る。

【００２５】挟持部材５１は、弾性中子２のフランジ部
２１をその下面側から挟持する部材である。挟持部材５
１と弾性中子２との間には緩衝用の筒状のカラー５３が
配設されており、挟持部材５１の角部が弾性中子２の膨
出部２３に繰り返し接触したときの消耗を抑え得るよう
になしてある。

【００２６】装置本体１０は、フレーム１００の保持具
５の装着部において当該保持具５を位置決めする位置決
め手段６を有している。位置決め手段６は、装置本体１
０のフレーム１００における保持具５の装着部に固定さ
れた位置決めリング６０と、この位置決めリング６０に
螺着された複数のボールプランジャ６１とから構成され
ている。

【００２７】位置決めリング６０には、その外周面から
内周面に向けて貫通するネジ孔が等間隔をおいて放射状
に複数形成されており、これらのネジ孔に、前記ボール
プランジャ６１がそれぞれ螺着されている。

【００２８】ボールプランジャ６１は、有底シリンダー
内にコイルバネ（図示せず）が配設されるとともに該バ
ネの先端部にボールが配設されたものである。該シリン
ダーの外周面には雄ねじが形成されており、底部（後
部）には、レンチ穴が形成されている。そして該ボール
を対象物に当接させた際に、該シリンダーのねじ込み位
置によって該バネの弾性力に基づく押圧力で該ボールを
該対象物に押圧できるように構成されたものである。

【００２９】そして、前記レンチ穴にレンチをはめ込ん
でこれらボールプランジャ６１のねじ込み位置を適宜微
調整することによって、挟持部材５０を図中の水平面内
で移動させ、保持具５を装置本体１０に対して精度よく
位置決めできるようになっている。

【００３０】成形装置１は、弾性中子２を連動させて弾
性中子２を捻回させる捻回手段７を備えている。捻回手
段７は、弾性中子２内に挿設された中空のコアパイプ３
０と、駆動軸３１と、駆動軸３１に駆動力を伝達する駆
動手段（図示せず）とを備えている。

【００３１】前記駆動手段により駆動軸３１に駆動力が
伝達されると、駆動軸３１及びコアパイプ３０が共に回
転する。そして、これらの回転に伴って弾性中子２の膨
出部２３も連動して回転するが、弾性中子２のフランジ
部２１は挟持部材５０，５１によって固定されているの
で、所定の回転角度以上に回転すると当該弾性中子２が
次第にコアパイプ３０の周りに捻回される。このように
弾性中子２の膨出部２３がコアパイプ３０の周りに捻回
されることで、弾性中子２の水平断面形状を小さくする
ことができ、成形体がその口頸部の細いボトル状のもの
であっても弾性中子２の出し入れ時に当該口頸部内面に
触れることなく出し入れが可能となるほか、高速での操
業が可能となる。

【００３２】前述のようにコアパイプ３０の下方部に
は、吐出孔３００が形成されており、この吐出孔３００
を通じて弾性中子２内に流体が供給されるようになって
いる。吐出孔３００は、コアパイプ３０の上下方向に亘
って形成することもできる。この場合には、仮に一つの
孔が塞がった場合でも他の孔から排出できるため、膨出
部２３の捻回をスムーズに行え且つ捻回状態をより小さ
くすることができる。

【００３３】成形装置１において、弾性中子２を装置本
体１０に装着する場合には、前記挟持部材５０を、その
凸部５０ａを上方に向けて載置し、凸部５０ａに弾性中
子２の開口部２０をはめ込む。そして、緩衝部材及び挟
持部材５１を装着し、ネジで堅締して弾性中子２のフラ
ンジ部２１を挟持部材５０，５１間に挟み込み、挟持部
材５０の凸部５０ａの孔にコアパイプ３０を通し、挟持
部材５０を位置決めリング６０内にはめ込む。この際、
予めボールプランジャ６１のボールの先端部を位置決め
リング６０の内周面からわずかに突出させておくことが
好ましい。

【００３４】挟持部材５０のはめ込み初期は前記ボール
プランジャ６１のボールが挟持部材５０の外周面に押圧
されて後退し、前記溝又は穴が該ボールの深さに達する
と該ボールがバネの弾性力で復帰して溝又は穴に係合
し、挟持部材５０が装置本体１０のフレーム１００に仮
固定される。このようにして仮固定を行うことで、図１
に示すように弾性中子２を下方から装置本体１０に取り
付ける場合や、弾性中子２を装置本体１０に水平に取り
付ける場合であっても、取り付け作業を容易に行うこと
ができる。そして、仮固定を行った後、ボールプランジ
ャ６１のねじ込み位置を微調整することによって、挟持
部材５０を水平面内で移動させ、保持具５を装置本体１
０に対して精度よく位置決めして固定する。弾性中子２
を装置本体１０から取り外すときには、ボールプランジ
ャ６１のボールが挟持部材５０の外周面に押圧されて後
退することで、挟持部材５０が装置本体１０から取り外
される。その後、保持具５から弾性体中子２を取り外
す。

【００３５】図２に示すように、成形装置１は、一組の
割型が組み合わされてキャビティが形成される乾燥型８
を備えている。乾燥型８は、所定のシーケンスに従って
図示しない型締め装置で所定のタイミングで開閉できる
ようになっている。乾燥型８には、パルプモールド成形
体に使用されるのものを特に制限無く使用することがで
きる。

【００３６】次に、本発明の成形体の製造方法をその好
ましい実施形態として、前記成形装置１を使用したパル
プモールド成形体の製造方法に基づいて説明する。

【００３７】先ず、乾燥型８内に中空のパルプモールド
成形体（図示せず）を配置する。乾燥型内に配置するパ
ルプモールド成形体の製法は特に制限はないが、例え
ば、一組の割型を組み合わせることによりキャビティが
形成され、各割型の当該キャビティの形成面に抄造ネッ
トが配された抄造型を用い、当該キャビティ内に繊維ス
ラリーを供給する一方でキャビティ内からスラリーの液
体分を排出しつつ該抄造ネットに固形分を堆積させるこ
とで抄造されたパルプモールド成形体、パルプスラリー
を湛えたプール内に抄造ネットを有する抄造型を浸漬
し、吸引抄造によって該抄造ネットにパルプスラリーの
固形分を堆積させることで抄造されたパルプモールド成
形体等の湿式抄造法により抄造されたパルプモールド成
形体であることが好ましい。

【００３８】乾燥型８内に配置するパルプモールド成形
体は、その含水率が１０〜４０重量％であることが好ま
しく、２０〜３０重量％であることがより好ましい。ま
た乾燥型８の温度（型温度）は、１００〜２５０℃であ
ることが好ましく、１６０〜２１０℃であることが好ま
しい。

【００３９】次に、乾燥型８内に配された成形体の内部
に前記弾性中子２を挿入する。弾性中子２を成形体内に
挿入する場合には、前記捻回手段７によって弾性中子２
を捻回させた状態で挿入する。そして、前記駆動軸３１
を駆動させ、コアパイプ３０を軸まわりに回転させ、弾
性中子２の捻回状態を解く。

【００４０】次に、前記コンプレッサーから供給路３を
通じて弾性中子２内に流体を供給し、弾性中子２の膨出
部２３を膨出させる。弾性中子２を膨張させるために用
いられる流体には、圧縮空気（加熱空気）の他、窒素ガ
ス等の不活性ガス、油（加熱油）、その他各種の液体が
用いられる。該流体の供給圧力は、０．０１〜５ＭＰａ
であることが好ましく、０．１〜３ＭＰａであることが
より好ましい。

【００４１】次に、前記弾性中子２の膨出部２３を膨出
させた状態で、弾性中子２内の前記流体を入れ換えなが
ら成形体を乾燥型８の内面に押圧する。流体の入れ換え
は、前記圧力調整弁４１のリリーフ圧力の設定によって
行う。このリリーフ圧力は、成形体の乾燥時間の短縮及
び良好な表面性を有する成形体を成形する点から０．３
〜２．０ＭＰａであることが好ましく、０．６〜１．０
ＭＰａであることがより好ましい。

【００４２】また、この際の弾性中子２内の流体の循環
流量は弾性中子２の冷却の点からは多い程好ましいが、
製造効率、経済性の点から１〜２００ノルマルＬ／分で
あることが好ましく、５〜１００ノルマルＬ／分である
ことがより好ましい。ここで、弾性中子２内の流体の循
環流量（ノルマルＬ／分）は、図２に示す流量計４３で
求められる値をいう。

【００４３】弾性中子２により所定時間の押圧が完了
し、成形体に乾燥型８の内面形状が充分に転写された
後、供給路３を通じた弾性中子２内への流体の供給を停
止し、弾性中子２内から流体を前記吸引ポンプで強制的
に吸引排気しつつ、前記捻回手段７で弾性中子２を捻回
させた後、弾性中子２を成形体内から取り出す。そし
て、乾燥型８を開いて成形体を取り出し、必要に応じ
て、トリミング、塗装、印刷等を施して成形体の製造を
完了する。

【００４４】以上説明したように、本実施形態の成形装
置１を用いた成形体の製造方法によれば、高温の乾燥型
８内において膨張状態の弾性中子内に、供給路３を通じ
て独立して流体を供給する一方で、排出路４を通じて流
体を排出できるため、弾性中子２内で流体が入れ換えら
れて弾性中子２が内部から冷却され、中子の耐久性を大
幅に向上させることができる。従って、長期間に亘って
安定的に成形体を製造することができる。

【００４５】また、成形装置１では、予め弾性中子２を
その開口状態で保持具５で保持しておき、保持具５を装
置本体１０に装着できるので、弾性中子２の取り付け方
向によらず、容易に取り付け、取り外しを行うことがで
きる。また、位置決めリング６０にボールプランジャ６
１を螺着させた位置決め手段６を備えており、弾性中子
２を保持具５を介して装置本体１０に装着してから保持
具５の位置を位置決め手段６によって調整することで弾
性中子２の位置決めを正確に且つ容易に行うことができ
る。更に、弾性中子２の位置決めを一度位置決めを行え
ば、次に中子２を装着する場合に、容易に位置決めを再
現することができる。また、予備の弾性中子及び保持具
を複数用意し、弾性中子を予め保持具に取り付けておく
ことで、更に取り付け取り外しをスムーズに行うことが
できる。

【００４６】本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜
変更することができる。

【００４７】例えば、供給路及び排出路は、前記実施形
態におけるように形成することが好ましいが、他の形態
であってもよい。

【００４８】本発明の成形体の成形装置は、前記実施形
態の成形装置１におけるように、弾性中子２の開口部２
０を保持具５で保持し、コアパイプ３０を下端部に弾性
中子２の突起２２を挿嵌させて固定することにより、弾
性中子２をコアパイプ３０のまわり捻回できるようにす
ることが好ましいが、例えば、弾性中子２内を減圧吸引
する場合には、当該吸引力により弾性中子２の底部をコ
アパイプ３０の下端部にて吸引して固定し、当該弾性中
子２をコアパイプ３０のまわり捻回できるようにしても
よい。

【００４９】本発明の成形体の成形装置は、上述のよう
に口頸部の細いボトル状の成形体に特に効果的に用いる
ことができるが、弾性中子の膨出部の形態を適宜変更す
ることで、広い開口部を有する箱形のカートン状成形
体、置物等の他の形態の成形体にも用いることができる
ことはいうまでもない。

【００５０】

【実施例】下記の実施例及び比較例のように加熱乾燥用
金型内において弾性中子の膨出・収縮を繰り返して行
い、その耐久性を調べた。

【００５１】〔実施例１〕下記の乾燥条件で弾性中子内
の空気を入れ換えながら、加熱乾燥用金型内で害弾性中
子の膨出・収縮を繰り返し行い、弾性中子が破断するま
での繰り返し回数を調べた。

【００５２】弾性中子内に供給する空気は、下記１〜３
の順で繰り返した。 １．空気圧力（低）：０．２ＭＰａ、２秒 ２．空気圧力（高）：０．６ＭＰａ、１３秒 ３ 大気開放：１５秒（圧力調整弁４１のリリーフ圧力
０．５ＭＰａ、供給圧力０Ｐａ）

【００５３】＜乾燥条件＞ 弾性中子：シリコーンゴム製 加熱乾燥用金型：アルミニウム製 金型温度：２００℃ 弾性中子２内の空気循環流量：８０ノルマルＬ／分

【００５４】〔実施例２〕空気循環流量を６０ノルマル
Ｌ／分とした以外は、実施例１と同様にして加熱乾燥用
金型内で弾性中子の膨出・収縮を繰り返し行った。

【００５５】〔比較例〕空気循環を行わなかった以外
は、実施例１と同様にして行った。

【００５６】この結果、実施例１、２では、弾性中子の
膨出の繰り返し回数が、比較例（９９１回）に比べて約
７倍（７１８３回）、実施例２では、約２．５倍（２４
８０回）となり、弾性中子の耐久性が大幅に向上するこ
とが確認された。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、長期間に亘って安定的
に成形体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形体の成形装置の一実施形態の要部
を模式的に示す概略断面図である。

【図２】同実施形態の成形体の成形装置における要部の
流体圧回路図である。

【符号の説明】

１ 成形体の成形装置 ２ 弾性中子 ３ 供給路 ４ 排出路 ５ 保持具 ６ 位置決め手段 ７ 捻回手段 ８ 乾燥型

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥型内に配された中空の成形体の内部
   に拡縮自在な中空の弾性中子を配設し、該弾性中子内に
   流体を供給して該弾性中子を膨出させ、前記成形体を前
   記乾燥型の内面に押圧して成形する工程を具備する成形
   体の製造方法において、 前記弾性中子を膨出させた状態で該弾性中子内の前記流
   体を入れ換えながら前記成形体を前記乾燥型の内面に押
   圧することを特徴とする成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記成形体が湿式抄造法により抄造され
   た繊維成形体である請求項１記載の成形体の製造方法。
3. 【請求項３】 拡縮自在な中空の弾性中子と、該弾性中
   子内に流体を供給する供給路と、該供給路とは独立して
   前記弾性中子内から前記流体を排出する排出路とを具備
   する成形体の成形装置であって、前記排出路に、前記弾
   性中子内に供給される前記流体の圧力に応じて該弾性中
   子内の圧力を調整する圧力調整手段を備えている成形体
   の成形装置。
4. 【請求項４】 前記排出路に、該排出路から排出される
   前記流体の流量を調整する流量調整手段を備えている請
   求項３記載の成形体の成形装置。