JP3973368B2

JP3973368B2 - パルプモールド成形体製造用中子

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Publication number: JP3973368B2
Application number: JP2001062489A
Authority: JP
Inventors: 時人惣野
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: JP2002266299A

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体製造用中子及びこれを用いたパルプモールド成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙型の抄紙面にパルプ繊維を堆積させて湿潤状態の成形体を形成した後、伸縮自在な弾性体からなる中空状の中子内に所定の流体を供給して該中子を膨張させ、膨張した該中子により前記成形体を前記抄紙面へ向けて押圧して脱水し、所定形状の成形体を得るパルプモールド成形体の製造方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のパルプモールド成形体の製造方法では、成形体の形状、特に、上方部に比べて下方部に広い容積を有していたり、深い括れを有する容器の加圧脱水、加圧加熱を行う場合には、弾性体の伸びが局所的に大きくなるため、均一な加圧状態が得られにくくなり、脱水、乾燥後において、成形体に肉厚ムラが生じる場合があった。
【０００４】
従って本発明の目的は、脱水、乾燥後における成形体の肉厚ムラの発生を確実に抑えることができるパルプモールド成形体製造用中子及びこれを用いたパルプモールド成形体の製造方法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、パルプモールド法により製造された成形体の脱水又は乾燥時に用いられるパルプモールド成形体製造用中子であって、伸縮自在な袋状の第１の弾性体と、該第１の弾性体の内部に配設された伸縮自在な袋状の第２の弾性体と、該第１の弾性体及び該第２の弾性体それぞれに個別に流体を給排出する給排出管とを備えており、該第２の弾性体で該第１の弾性体を局部的に押圧するようになしてあるパルプモールド成形体製造用中子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、前記本発明のパルプモールド成形体製造用中子を用いたパルプモールド成形体の製造方法であって、少なくとも、抄造型又は乾燥型内に抄造又は配置された開口部を有する湿潤状態の成形体内に、前記中子を該開口部から挿入し、前記第１及び第２の弾性体内に流体を供給してこれらの弾性体を拡張させて該抄造型又は該乾燥型の内面に該成形体を押圧しながら、該成形体の脱水又は乾燥を行う工程を具備するパルプモールド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。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その好ましい実施の形態に基づき図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本発明のパルプモールド成形体製造用中子（以下、単に中子ともいう。）の第１実施形態を示したものである。同図において符号１は、中子を示している。
【０００９】
図１に示すように、中子１は、パルプモールド法により製造された成形体の脱水又は乾燥時に用いられるパルプモールド成形体製造用中子であり、伸縮自在な袋状の弾性体（第１の弾性体）２と、弾性体２の内部に配設された伸縮自在な袋状の弾性体（第２の弾性体）３と、弾性体２及び弾性体３それぞれに個別に流体を給排出する給排出管４とを備えており、弾性体３で弾性体２を局部的に押圧するようになしてある。
【００１０】
弾性体２及び弾性体３は、後述する給排出管４の固定手段４２，４３によって固定されている。
【００１１】
弾性体２及び弾性体３には、伸縮してその体積が変化する材質のものを特に制限なく用いることができるが、耐久・耐熱性等の点から、天然ゴム、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合成ゴムからなる弾性材で構成されたものを用いることが好ましい。
【００１２】
給排出管４は、弾性体３内に流体を供給する外管４０と、弾性体３内に流体を供給する内管４１とを備えた二重管で構成されている。
外管４０の下端部の内周及び内管４１の下端部の外周には、互いに螺着可能なネジが形成されており、外管４０及び内管４１は、下端部部において互いに気密に螺着されて固定されている。
【００１３】
前記弾性体２の固定手段４２は、外周部に雄ネジを有するリング部材４２ａと、該雄ネジに螺着可能な雌ネジを有するリング部材４２ｂとから構成されている。リング部材４２ａは、その内側に外管４０が挿入されて固定されている。そして、このリング部材４２ａに、リング部材４２ｂを螺着させ、弾性部材２の開口部２０を両部材間において狭持することで、弾性体２を外管４０に固定できるようになっている。
【００１４】
前記弾性体３の固定手段４３は、前記内管４１の下端部と、内管４１の下端部に形成された前記ネジに螺着可能な雌ネジを有するリング部材４３ａとから構成されている。そして、このリング部材４３ａを内管４１の前記雄ネジに螺着させ、弾性体３の開口部３０を内管４１の下端とリング部材４３ａとの間において狭持することで、弾性体３を内管４１に固定できるようになっている。
【００１５】
外管４０には、弾性体２内に通じる流体の流通路４０ａが複数形成されており、当該弾性体２の伸縮は、これらの流通路４０ａを通じて弾性体２内に流体を給排出することで行えるようになっている。
内管４１の下端開口部４１ａは、流体の流通路となっており、伸縮は、内管４１の下端開口部４１ａを通じて流体を給排出することで行えるようになっている。
【００１６】
前記構成の中子１においては、弾性体２、３のそれぞれに、二重管４の外管４０及び内管４１を通じて流体が供給されると、弾性体２が全体的に膨出する一方において、二重管４の下端部において膨出した弾性体３によって、伸びの大きな弾性体２の下方部が局部的に押圧される。これにより、下方部に広い容積を有する成形体を加圧脱水又は加圧乾燥する際にも、成形体の内面全体が均一に押圧され、成形体の肉厚のムラの発生が抑えられる。
【００１７】
次に、本発明のパルプモールド成形体の製造方法を、その好ましい実施形態として、前記中子１を用いたパルプモールド成形体の製造方法に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
先ず、湿潤状態の成形体の抄造工程について説明する。この抄造工程では、図２（ａ）に示すように、一対の割型６，７からなり、且つ各割型を組み合わせることにより所定形状のキャビティ８が形成される抄紙型９を用意する。キャビティ８は、外部に向けて開口したスラリー注入口９０を介して抄紙型９の外部に連通している。キャビティ８の内面は、所定の大きさの網目を有する抄紙ネット（図示せず）によって被覆されている。各割型には、その内部（即ちキャビティの内面）と外部とを連通する複数の連通路６０，７０が形成されている。各連通路６０，７０は、吸引ポンプ等の吸引手段（図示せず）に接続されている。
【００１９】
この状態下に、スラリー注入口９０を通じて所定量のパルプスラリーをキャビティ８内に加圧注入する。これと共に連通路を通じてキャビティ８内を抄紙型９の外側に向けて減圧吸引し、パルプスラリー中の水分を吸引すると共に抄紙面、即ちキャビティ８の内面を被覆する前記抄紙ネット上にパルプ繊維を堆積させる。その結果、抄紙ネット上には、パルプ繊維が堆積されてなる湿潤状態の成形体１０が形成される。
【００２０】
前記パルプスラリーには、水にパルプ繊維のみからなるものを用いることができ、また、これらに更にタルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン等の熱可塑性合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、多糖類等の他の成分を含有させたものを用いることもできる。これら他の成分の配合量は、パルプ繊維及び該他の成分の合計量に対して１〜７０重量％、特に５〜５０重量％であることが好ましい。また、パルプスラリーには、繊維の分散剤、成形助剤、着色顔料、着色助剤等を含んだものを用いることもできる。
キャビティ内へのパルプスラリー注入終了時での加圧注入の圧力は、キャビティ内の撹拌効果等の点から０．０１〜１．０ＭＰａとすることが好ましく、０．１〜０．５ＭＰａとすることがより好ましい。また、キャビティ内に供給するパルプスラリーの温度は、肉厚ムラの発生防止、前記他の成分のの添加効果の低減防止の点から、５〜３５℃が好ましく、１５〜３０℃がより好ましい。
【００２１】
前記抄紙ネットには、天然繊維、合成繊維又は金属繊維からなるネットを単一又は複数組み合わせて用いることができ、また、上記素材繊維を組み合わせて編み込んでネットとしたものを用いることができるが、ネットの形成のし易さ、耐久性の点から合成繊維が好ましく用いられる。前記天然繊維としては、植物繊維、動物繊維等が挙げられる。また、前記合成繊維としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、半合成樹脂からなる合成樹脂繊維が挙げられる。また、上記金属繊維としては、ステンレス繊維、銅繊維等が挙げられる。抄紙ネットは、ネットの滑り性、耐久性を向上させる上で繊維表面の改質を行うことが好ましい。また、抄紙ネットは、割型の内面への密着を防いで吸引効率を良好に保つ上で、平均開口面積率が１０〜７０％であるものが好ましく、２５〜５５％であるものがより好ましい。また、抄紙ネットは、パルプスラリー中の固形成分のネットの通過やネットへの目詰まりを抑えつつ確実に抄紙を行う上で、平均最大開孔幅が０．１〜１．５ｍｍであるものが好ましく、０．３〜１．０ｍｍであるものがより好ましい。
【００２２】
形成された湿潤状態の成形体１０は、次に、加圧脱水工程に付される。図２（ｂ）に示すように、抄紙型９を内部から外部へ向けて吸引した状態下に、前記中子１を弾性体２，３の収縮状態下に成形体１０内に挿入する。中子１の外管４０及び内管４１それぞれの上端部には、切り替えコック（図示せず）を介して加圧流体の供給源及び加圧流体を負圧吸引して排出する排出源（共に図示せず）が接続されている。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、前記外管４０の前記流通路４０ａを通じて弾性体２内に所定の加圧流体を供給して弾性体２を膨出させる。その一方で、前記内管４１の下端開口部４１ａを通じて弾性体３内に所定の加圧流体を供給して弾性体３を膨出させる。そして、膨出したこれらの弾性体２により、湿潤状態の成形体１０を、抄紙面、即ちキャビティ８の内面に向けて押圧するとともに、弾性体２の伸びの大きい下方部において弾性体３によって弾性体２の内側より当該弾性体２を局部的に押圧することにより、成形体１０が内部より均一に押圧されてその脱水が進行すると共に成形体１０にキャビティ８の内面形状が転写される。
【００２４】
また、図２（ｃ）に示すように、成形体１０が、弾性体２，３によってその内部からキャビティ８の内面に向けて押し付けられるために、キャビティ８の形状が複雑であっても、精度良くキャビティ８の内面の成形体１０に転写されることになる。特に伸びの大きな弾性体２の下方部において、弾性体３が弾性体２を内側から押圧するため、成形体１０のように、下方部に広い容積を有する成形体であっても、肉厚のむらを抑えた加圧脱水が可能であり、脱水後の成形体の肉厚を均一にすることができる。
【００２５】
弾性体２，３を膨出させるために用いられる流体としては、例えば空気（加圧空気）、熱風（加熱された加圧空気）、蒸気、過熱蒸気、油（加熱油）、その他各種の液が使用される。特に、空気、熱風、過熱蒸気を用いることが、操作性等の点から好ましい。各弾性体内に流体を供給する圧力は、脱水に強する成形体に応じて適宜設定することができるが、成形体の成形性や弾性体を拡縮させる際の操作、簡易な設備で脱水を行える等の点から、０．０１〜５ＭＰａ、特に０．１〜３ＭＰａであることが好ましい。
【００２６】
成形体１０を所定の含水率まで脱水でき且つ成形体１０にキャビティ８の内面の形状が十分に転写されたら、図２（ｄ）に示すように、弾性体２，３内の流体を排出し、弾性体２，３を縮小させる。
次いで、縮小した弾性体２，３を成形体１０内より取り出し、更に抄紙型９を開いて所定の含水率を有する湿潤状態の成形体１０を取り出す。
【００２７】
取り出された成形体１０は次に加熱乾燥工程に付される。加熱乾燥工程では、抄紙・脱水を行わず、加熱された状態の乾燥型を用いること以外は、図２に示す抄紙・脱水工程とほぼ同様の操作が行われる。即ち、先ず、一組の割型を組み合わせることにより成形すべきパルプモールド成形体の外形に対応した形状のキャビティが形成される乾燥型を別途用意し、該乾燥型を所定温度に加熱しておく。本実施形態においては、乾燥型のキャビティ形状と抄紙型のキャビティ形状とは同じになされている。加熱された状態の乾燥型のキャビティ内に、所定の含水率まで脱水された湿潤状態の成形体１０を装填する。
【００２８】
次に、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す加圧脱水工程で用いた中子１と同様の中子を成形体１０内に挿入し、弾性体内に流体を供給して弾性体を膨出させ、膨出した弾性体により成形体をキャビティの内面に向けて押圧する。弾性体の材質及び流体の供給圧力は、加圧脱水工程と同様とすることができる。この状態下に、成形体を加熱乾燥する。成形体が十分に乾燥したら、弾性体内の流体を排出し、該弾性体を縮小させて取り出す。更に乾燥型を開いて、パルプモールド成形体を取り出す。そして、必要に応じてトリミングにより整形した後、塗装等を施してパルプモールド成形体の製造を完了する。
【００２９】
このように、本第１実施形態の中子１は、弾性体２で成形体１０を内側から押圧する一方で、弾性体３を膨出させることによって伸びの大きな弾性体２の下方部を局部的に押圧できるので、成形体１０のように、下方部に広い容積を有する成形体であっても、均一に加圧脱水及び加圧加熱することができ、脱水、乾燥後における成形体１０の肉厚ムラを確実に抑えることができる。
【００３０】
次に、本発明のパルプモールド成形体製造用中子の第２施形態を図３及び図４に基づいて説明する。なお、これらの図において、前記第１実施形態と共通する部分については、同一符合を付し、その説明は省略する。従って第２実施形態に関し特に説明しない点は、第１の実施形態に関し詳述した説明が適宜適用される。
【００３１】
図３は、本発明のパルプモールド成形体製造用中子の第２実施形態を示したものである。
本実施形態の中子１’は、鉛直方向の中間部に深い括れ部分１０ａ’を有する成形体１０’（図４参照）の製造に用いられる中子である。
【００３２】
図３に示すように、中子１’は、伸縮自在な袋状の弾性体（第１の弾性体）２と、弾性体２の内部に上下二箇所に配設された伸縮自在なドーナツ状の袋状の弾性体（第２の弾性体）３’と、弾性体２及び弾性体３’にそれぞれ個別に流体を給排出する給排出管４’とを備えており、弾性体３’で伸びの大きな弾性体２の上方部及び下方部を局部的に押圧するようになしてある。
【００３３】
弾性体３’は、後述する給排出管４’の固定手段４３’によって固定されている。弾性体３’には、前記弾性体２と同様の材質のものを用いることができる。
【００３４】
給排出４’は、弾性体３’内に流体を供給する外管４０’と、弾性体２内に流体を供給する内管４１’とを備えた二重管で構成されている。
外管４０’は、２本の管状部材４００、４０１が接合されて構成されている。外管４０’は、その外径が下方に向けて漸次拡径するテーパー部４０b’及び上方に向けて漸次拡径するテーパー部４０ｃ’を有しており、外管４０’の外周におけるテーパー部４０ｂ’，４０ｃ’の上下には、雄ネジが形成されている。
【００３５】
前記弾性体３’の固定手段４３’は、前記外管４０’のテーパー部４０ｂ’，４０ｃ’と、外管４０’の外周に形成された前記雄ネジに螺着可能な雌ネジを有するリング部材４３ａ’とから構成されている。そして、このリング部材４３ａ’を外管４０’外周の前記雄ネジに螺着させ、弾性体３’の開口部３０’を外管４０’のテーパー部４０ｂ’，４０ｃ’とリング部材４３ａ’との間において狭持することで、弾性体３’を外管４０’に固定できるようになっている。
【００３６】
中子１’においては、弾性体２の伸縮は、内管４１の流通路である下端開口部４１ａを通じて流体を給排出することで行えるようになっている。
また、外管４０’には、弾性体３’内に通じる流体の流通路４０ａ’が複数形成されており、弾性体３’の伸縮は、これらの流通路４０ａ’を通じて弾性体３’内に流体を給排出することで行えるようになっている。
【００３７】
前記構成の中子１’においては、弾性体２、３’のそれぞれに、二重管４の内管４１及び外管４０’を通じて流体が供給されると、弾性体２が全体的に膨出する一方において二重管４’の上方部及び下方部において膨出した弾性体３’が、伸びの大きな弾性体２の上方部及び下方部を局部的に押圧する。
【００３８】
従って、図４に示すように、抄紙型６’，７’を用いた抄紙工程において、深い括れ１０ａ’を有する成形体１０’を抄造し、これを加圧脱水又は加圧乾燥する際にも、弾性体２の伸びの大きな部分を弾性体３’によって押圧することができるので、肉厚のムラの発生を抑えることができる。
【００３９】
本発明は、前記各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。
【００４０】
例えば、第１、第２の弾性体の形状及び第２の弾性体の配設箇所は、脱水乾燥する成形体の形態および該形態に応じ、第１の弾性体の伸びが大きな箇所に対応させて適宜設定することができる。
【００４１】
また、第１、第２の弾性体に流体を給排出するための給排出管は、前記実施形態におけるように二重管で構成することが好ましいが、独立した複数の管で構成することもできる。
【００４２】
また、例えば、第２実施形態における第２の弾性体３’に代えて、袋状の弾性体を外筒から放射状に複数配設することもできる。
【００４３】
また、本発明のパルプモールド成形体の製造方法は、前記実施形態におけるように、脱水工程、乾燥工程の何れの工程においても前記中子を用いることが好ましいが、該中子は、脱水工程又は乾燥工程の何れかの工程にのみ用いることもできる。
【００４４】
また、本発明のパルプモールド成形体の製造方法は、前記実施形態におけるように、複数の割型を組み合わせて構成される抄造型のキャビティ内にパルプスラリーを供給して成形体を抄造する抄造工程以外に、例えば、複数の割型を組み合わせて抄造型を形成する前に、各割型をパルプスラリー中に浸漬し、各割型の流通路を通じて該スラリーを吸引して各割型の内面に部分成形体を抄造した後に、各割型を組み合わせて抄造型を構成し、該抄造型のキャビティ内にさらにスラリーを供給して部分成形体を一体的な成形体に抄造する抄造工程を採用することもできる。
【００４５】
また、本発明のパルプモールド成形体の製造方法は、強度が十分に発現していない湿潤状態の成形体の開口部に触れないように位置決め精度良く中子を挿入したり、振動等を除去して中子を挿入することが不要となる点や、強度が十分に発現していない湿潤状態の成形体の開口部を保護する点からは、抄造型内にパルプスラリーを供給する前に、本発明の中子を挿入しておくことが好ましい。
【００４６】
また、本発明のパルプモールド成形体の製造方法は、前記実施形態におけるように、抄造型と乾燥型に同じ形態のキャビティを有するものを用いることが好ましいが、キャビティの形態が異なる抄造型及び乾燥型を用いることもできる。例えば、乾燥型のキャビティの形態を、抄造型のキャビティの一部を広くした形態としておき、乾燥工程において前記中子を膨出させる際に、脱水された湿潤状態の成形体を該乾燥型のキャビティの内面に向けて押圧し、該成形体を部分的に変形させて乾燥させるようにすることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のパルプモールド成形体製造用中子及びこれを用いたパルプモールド成形体の製造方法によれば、第１の弾性体の内部に配設した第２の弾性体を膨出させることによって、第１の弾性体を局部的に押圧することができるので、脱水、乾燥後における成形体の肉厚ムラの発生を確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルプモールド成形体製造用中子の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のパルプモールド成形体製造用中子を使用したパルプモールド成形体の製造工程を示す概略図であり、（ａ）はパルプスラリー注入及び吸引脱水工程、（ｂ）は中子挿入工程、（ｃ）は押圧脱水工程、（ｄ）は抄紙型を開く工程を示す図である。
【図３】本発明のパルプモールド成形体製造用中子の第２実施形態を示す断面図である。
【図４】同中子の弾性体を抄紙型内で膨出させている状態を示した概略断面図である。
【符号の説明】
１、１’ 中子
２第１の弾性体
３、３’ 第２の弾性体
４、４’ 給排出管
４０ａ、４０ａ’ 流通路
４１ａ（下端開口部）流通路

Claims

パルプモールド法により製造された成形体の脱水又は乾燥時に用いられるパルプモールド成形体製造用中子であって、
伸縮自在な袋状の第１の弾性体と、該第１の弾性体の内部に配設された伸縮自在な袋状の第２の弾性体と、該第１の弾性体及び該第２の弾性体それぞれに個別に流体を給排出する給排出管とを備えており、該第２の弾性体で該第１の弾性体を局部的に押圧するようになしてあるパルプモールド成形体製造用中子。
前記第２の弾性体を複数個備えている請求項１記載のパルプモールド成形体製造用中子。
前記給排出管が二重管で構成されており、一方の管に前記第１の弾性体に通じる流通路に形成され、他方の管に前記第２の弾性体に通じる流通路が形成されている請求項１又は２記載のパルプモールド成形体製造用中子。
請求項１記載のパルプモールド成形体製造用中子を用いたパルプモールド成形体の製造方法であって、少なくとも、抄造型又は乾燥型内に抄造又は配置された開口部を有する湿潤状態の成形体内に前記中子を該開口部から挿入し、前記第１及び前記第２の弾性体内に流体を供給してこれらの弾性体を膨出させて該抄造型又は該乾燥型の内面に該成形体を押圧しながら、該成形体の脱水又は乾燥を行う工程を具備するパルプモールド成形体の製造方法。