JP4010780B2 - Manufacturing method of fiber molded body - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維成形体製造用の中子を用いた繊維成形体の製造方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
パルプモールド成形体の製造方法に関する従来技術としては、例えば、特許第78600号の技術が知られている。この技術は、外型(抄造型)内に中実の中型及び袋状の中型を配し、外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、袋状の中型内に所定の流体を供給して該中型を膨張させ、膨張した該中型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、脱型、乾燥後に所定形状の成形体を得るようにしたものである。
【0003】
ところで、上記のパルプモールド成形体の製造方法では、袋状の中型によって押圧された部分は緻密化されて高い強度が得られるが、それ以外の部分は肉厚や密度にムラが生じやすく、脱水、乾燥後において、成形体に肉厚や密度のムラ及びこれらのムラに伴う強度等の物性に不均一が生じる場合があった。
【0004】
従って本発明の目的は、肉厚、密度ムラを抑えて高い形状精度で製造することができる繊維成形体の製造方法及び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、製造型内に配された開口部及び該開口部から枝分かれした空洞部を有する繊維積層体内に、拡縮自在の中空の袋状の中子と、該中子に挿入された、先端部に弾性部材が設けられている給排気管とを具備している押圧手段を該開口部から挿入し、該押圧手段を該空洞部内に配して該押圧手段の前記給排気管を通じて前記中子内部に流体を供給し、該中子を拡張させて該繊維積層体を該製造型の内面に押圧する工程を具備する繊維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、上記本発明の実施に使用する繊維成形体の製造装置であって、製造型内に配された繊維積層体に挿入されて該繊維積層体の内面の異なる領域を押圧する複数の押圧手段を備えており、前記押圧手段の少なくとも一つが拡縮自在の中空の袋状の中子と、該中子に挿入された、先端部に弾性部材が設けられている給排気管とを具備している繊維成形体の製造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。
【0008】
【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いて図面を参照しながら説明する。
【0009】
図1は、本発明の繊維成形体の製造装置を二つの開口部を有するパルプモールド成形体の製造装置に適用した参考実施形態を示したものである。図1において、符号1は、製造装置を示している。
【0010】
図1に示すように、製造装置1は、抄造型2と、製造型2内に抄造された繊維積層体4内に挿入されて繊維積層体4の内面の異なる領域を押圧する二つの押圧手段3、3とを備えている。
【0011】
製造型2は、二つの割型(図では1つのみ図示。)20が組み合わされて二つの開口部を有する前記繊維積層体4の外形形状に対応する所定のキャビティ21が形成されるものである。
【0012】
割型20の内部には、キャビティ21の形成面22において開口し且つ割型20の外部に通じる流体流通孔23が多数形成されている。また、割型20には当該割型20どうしを組み合わせたときにキャビティ21に通じ後述のスラリー注入口が形成される凹部24が形成されている。なお、図には示していないが、キャビティ21の形成面22は、所定の線材径及び目開きを有する抄造ネット(図示せず)で被覆されており、また、キャビティ21の形成面22には、前記流体流通孔23どうしを結ぶ格子状の溝が形成されている。
【0013】
押圧手段3は、拡縮自在の中空の袋状の中子30と、中子30に挿入された給排気管31とを具備している。
製造装置1は、給排気管31の上端部に、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)を具備している。
【0014】
中子30には、拡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の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。
【0015】
次に、本発明の繊維成形体の製造方法の参考実施形態を、前記製造装置1を用いた二つの開口部を有するパルプモールド容器(繊維成形体)の製造に適用した実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【0016】
先ず、図2(a)に示すように、一対の割型20、20からなる前記抄造型2を用意する。そして、スラリー注入口24を通じて所定量のパルプスラリーをキャビティ21内に注入する。これと共に流体流通孔23を通じてキャビティ21内を抄造型2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21の内面を被覆する前記抄造ネット上にパルプ繊維を堆積させる。その結果、該抄造ネット上には、パルプ繊維が堆積されてなる二つの開口部40を有する繊維積層体(湿潤状態の繊維成形体)4が形成される。
【0017】
本発明において、繊維積層体4の抄造に用いられるスラリーは、パルプ繊維と水のみからなるものが好ましく用いられる。また、パルプ繊維と水に加えて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、多糖類等の成分を含有していてもよい。これらの成分の配合量は、パルプ繊維及び該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、スラリーには、パルプ繊維の分散剤、成形助剤、着色料、着色助剤等を適宜添加することができる。スラリーには、サイズ剤、顔料、定着剤等を適宜添加することができる。
【0018】
形成された繊維積層体4は、次に、加圧脱水工程に付される。図1及び図2(b)に示すように、抄造型2を流体流通孔23を通じて内部から外部へ向けて吸引した状態下に、二つの中子30の収縮状態下に繊維積層体4内に各開口部40から挿入する。
【0019】
中子3、3を繊維積層体4に挿入するときは、機械動作時間の短縮化(サイクルアップ)、中子を動作させる機構の簡素化の点からは同時に挿入することが好ましく、中子を確実に動作させる点からは順次挿入することが好ましい。
【0020】
次に、図2(c)に示すように、前記給排気管31を通じて中子30内に所定の加圧流体を供給して中子30を膨出させる。膨出したこれらの中子30によって、繊維積層体4を、キャビティ21の形成面22に向けて押圧することにより、繊維積層体4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繊維積層体4にキャビティ21の内面形状が転写される。
【0021】
中子30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、5×103〜5×106Paであることが好ましく、1×104〜3×106Paであることがより好ましく、1×105〜7×105Paであることがさらに好ましい。
【0022】
繊維積層体4を所定の含水率まで脱水でき且つ繊維積層体4にキャビティ21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、流体流通孔23を通じた負圧吸引を停止するとともに中子30内の流体を排出し、中子30を縮小させる。
そして、縮小した中子30を繊維積層体4内より取り出し、更に両割型20、20を開いて所定の含水率を有する繊維積層体4を抄造型2から取り出す。
【0023】
取り出された繊維積層体4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、加熱された状態の加熱型を用いる以外は、図2に示した抄紙・脱水工程とほぼ同様の操作が行われる。
【0024】
即ち、先ず、図3(a)に示すように、一対の割型50、50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51が形成される乾燥型5を用意する。そして、このキャビティ51内に、前述の抄造方法により成形された繊維積層体4を収容する。乾燥型5は割型50、50に配設された発熱体(図示せず)によって予め所定温度に加熱されている。
【0025】
次に、図3(b)に示すように、乾燥型5を流体流通孔53を通じて内部から外部へ向けて吸引した状態下に、拡縮自在の袋状の中子60を備えた押圧手段6を繊維積層体4内にその開口部40から挿入する。押圧手段6には、脱水工程において用いたものと同様のものを用いることができる。
【0026】
中子60を繊維積層体4に挿入するときは、脱水工程におけると同様に、機械動作時間の短縮化(サイクルアップ)、中子を動作させる機構の簡素化の点からは同時に挿入することが好ましく、中子を確実に動作させる点からは順次挿入することが好ましい。
【0027】
次に、図3(c)に示すように、中子60内に加圧流体を供給して中子60を膨張させ、膨張した中子60により繊維積層体4をキャビティ51の形成面52に押圧する。繊維積層体4は、膨張した中子60によってキャビティ51の形成面52に押し付けられ、繊維積層体4の乾燥が進行すると共にキャビティ51の内面形状が繊維積層体4に転写される。このように、繊維積層体4の内部から外部に向けて繊維積層体4がキャビティ51の形成面52に押圧されるので、キャビティ51の形状が複雑であっても、高乾燥効率で繊維積層体4が乾燥され、しかも、キャビティ51の形成面52の形状が精度良く繊維積層体4に転写されることになる。
【0028】
中子60を膨張させるために用いられる加圧流体としては、例えば圧縮空気(加熱空気)、油(加熱油)、その他各種の液が使用される。また、加圧流体を供給する圧力は、5×103〜5×106Paであることが好ましく、1×104〜3×106Paであることがより好ましく、1×105〜7×105Paであることがさらに好ましい。
【0029】
繊維積層体4を所定の含水率まで十分に乾燥できたら、図3(d)に示すように、流体流通孔53を通じた負圧吸引を停止するとともに中子60内の加圧流体を抜き、中子60を縮小させる。次いで、縮小した中子60を繊維積層体4内より取り出し、更に両割型50、50を開いて繊維積層体(繊維成形体)4を乾燥型5から取り出す。
【0030】
このように、製造装置1を用いた本実施形態の繊維積層体の製造方法では、繊維積層体4の脱水、乾燥工程において、拡縮自在の中空の二つの中子30を組み合わせることによって、二つの開口部40を有するような繊維積層体4をその内側から均一に押圧することができるので、肉厚、密度ムラのない、成形精度の高い成形体の製造が可能である。
【0031】
図4は、本発明の繊維成形体の製造装置を、開口部から枝分かれした空洞部で形成される取手を有する中空のパルプモールド容器(繊維成形体)の製造装置に適用した一実施形態を示したものである。図1において、符号1’は、製造装置を示している。
【0032】
図4に示すように、製造装置1’は、抄造型2’と、製造型2内に抄造された繊維積層体4’内に挿入されて繊維積層体4’の内面の異なる領域を押圧する二つの押圧手段3’、3”とを備えている。
【0033】
製造型2’は、二つの対称な割型(図では1つのみ図示。)20’が組み合わされて開口部から枝分かれした空洞部で形成される取手を有する中空の繊維積層体の外形形状に対応する所定のキャビティ21’が形成されるものである。
【0034】
割型20’の内部には、キャビティ21’の形成面22’において開口し且つ割型20’の外部に通じる流体流通孔23’が多数形成されている。また、割型20’には当該割型20’どうしを組み合わせたときにキャビティ21’に通じ後述のスラリー注入口が形成される凹部24’が形成されている。なお、図には示していないが、キャビティ21’の形成面22’は、所定の線材径及び目開きを有する抄造ネット(図示せず)で被覆されており、また、キャビティ21’の形成面22’には、前記流体流通孔23’どうしを結ぶ格子状の溝が形成されている。
【0035】
押圧手段3’は、拡縮自在の中空の袋状の中子30’と、中子30’に挿入された給排気管31’とを具備している。
押圧手段3”は拡縮自在の中空の袋状の中子30”と、中子30”に挿入された給排気管31”とを具備している。給排気管31”は、流体の流通する管の先端部の外周に弾性部材310”が螺旋状に巻回され、先端部が屈曲自在な構成とされている。これにより、中子30”は、拡縮自在且つ屈曲自在に構成されている。
【0036】
中子3’、30”には、前記実施形態における中子3と同様の材質のものを用いることができる。
【0037】
製造装置1’は、給排気管31’、31”の上端部に、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)を具備している。
【0038】
中子30’、30”は、前記実施形態の製造装置1における中子30と同様の材質のものを用いることができる。
【0039】
次に、本発明の繊維成形体の製造方法の好ましい実施形態を、前記製造装置1’を用い、開口部から枝分かれした空洞部で形成される取手を有する中空のパルプモールド容器(繊維成形体)の製造に適用した一実施形態に基づいて説明する。
【0040】
先ず、対称な個々の割型20’において、縦半分の繊維積層体4’を予め個別に抄造した後に、割型20’をその突き合わせ面25’で突き合わせる。この場合、割型20’どうしを突き合わせた後に、前記実施形態におけると同様にしてパルプスラリーを注入し、縦半分の繊維積層体4’どうしの継ぎ目を塞ぐようにパルプ繊維を重ねて内側に堆積させることが好ましい。
【0041】
そして、図4に示すように、中子3”、3’を容器4’の開口部40’から順次挿入する。この場合、取手42’を内部から押圧できるように、屈曲自在の給排気管31”を備えた中子3”を取手42’を形成する空洞部41’内に配設する。
【0042】
次に、前記給排気管31’、31”を通じて中子30’、30”内に所定の加圧流体を供給して中子30’、30”を膨出させる。そして、中子30’を膨出させて繊維積層体4’の収容部分の略全体を内側から押圧する一方で、中子30”を膨出させて空洞部41’を内側から押圧し、繊維積層体4’が内部より均一に抄造型2’のキャビティ形成面22’に向けて押圧されてその脱水が進行すると共に繊維積層体4’にキャビティ21’の形成面22’の形状が転写される。
【0043】
中子30’、30”を膨出させるために用いられる流体は、前記中子3を膨出させるために用いられると同様の流体を用いることができる。各中子内に流体を供給する圧力は、脱水に供する繊維積層体に応じて適宜設定することができるが、5×103〜5×106Paであることが好ましく、1×104〜3×106Paであることがより好ましく、1×105〜7×105Paであることがさらに好ましい。
【0044】
中子30’、30”を開口部40’から繊維積層体4’内に挿入するときは、前記同様に、機械動作時間の短縮化(サイクルアップ)、中子を動作させる機構の簡素化の点からは同時に挿入することが好ましく、中子を確実に動作させる点からは中子30”、30’の順で挿入することが好ましい。
【0045】
このようにして中子30’、30”を膨出させて繊維積層体4’を抄造型2’のキャビティの形成面22’に向けて押圧する一方で、前記流体流通孔23’を通じて繊維積層体4’の水分を吸引して脱水することにより、繊維積層体4’が内部より均一に押圧されてその脱水が速やかに進行する。
【0046】
繊維積層体4’を所定の含水率まで脱水できたら、流体流通孔23’を通じた負圧吸引を停止し、中子30’、30”を抄造型2’から離脱させ、さらに両割型を開いて所定の含水率を有する繊維積層体4’を取り出す。
【0047】
取り出された繊維積層体4’は次に乾燥工程に付される。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(製造型)を用いること以外は、脱水工程とほぼ同様の操作が行われる。
【0048】
即ち、先ず、一対の割型からなり、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が形成される乾燥型を用意する。そして、このキャビティ内に、前述のように抄造により成形された前記繊維積層体4’を収容する。乾燥型は割型に配設された発熱体によって予め所定温度に加熱されている。
【0049】
次に、前記脱水工程において用いたものと同様の中子を用い、該中子を繊維積層体の開口部40’からそれぞれ挿入する。
【0050】
中子を挿入するときは、脱水工程におけると同様に、機械動作時間の短縮化(サイクルアップ)、中子を動作させる機構の簡素化の点からは同時に挿入することが好ましく、中子を確実に動作させる点からは順次挿入することが好ましい。
【0051】
次に、中子をそれぞれ膨出させて繊維積層体4’を乾燥型の内面に押圧する。
中子を膨出させる際の流体は、脱水工程におけると同様のものを用いることができる。各中子内に流体を供給する圧力は、乾燥に供する繊維積層体に応じて適宜設定することができるが、5×103〜5×106Paであることが好ましく、1×104〜3×106Paであることがより好ましく、1×105〜7×105Paであることがさらに好ましい。
【0052】
繊維積層体4’の乾燥時における乾燥型の温度は、繊維積層体の焦げ防止、乾燥効率の点から70〜300℃であることが好ましく、120〜250℃であることがより好ましい。
【0053】
このようにして中子を膨出させて繊維積層体4’を乾燥型の内面に押圧する一方で、乾燥型内部の流体流通孔を通じて繊維積層体4’の蒸気を吸引して乾燥することにより、繊維積層体4’が内部より均一に押圧されてその乾燥が速やかに進行する。
【0054】
繊維積層体4’を所定の含水率まで乾燥できたら、中子を収縮させて、中子を乾燥型から離脱させ、さらに両割型を開いて所定の含水率を有する繊維積層体(繊維成形体)4’を取り出す。
【0055】
乾燥工程を終えた繊維積層体4’は、必要に応じて、トリミング、いわゆるスキンパック等による内外表面の樹脂層による被覆、塗装、印刷等の処理を施して製造を完了する。
【0056】
このように、製造装置1’を用いた本実施形態の繊維積層体の製造方法では、繊維積層体4’の脱水、乾燥工程において、拡縮自在の中子30’及び屈曲自在の中子30”を組み合わせることによって、開口部40’から枝分かれした細い空洞部41’を有するような繊維積層体4’をその内側から均一に押圧することができるので、肉厚、密度ムラのない、成形精度の高い成形体の製造が可能である。
【0057】
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。
【0058】
本発明は、前記実施形態におけるように、脱水工程、乾燥工程において何れも複数の中子を用いることが好ましいが、脱水工程、乾燥工程の何れかにおいて中子を用いることを省略することもできる。
【0059】
また、本発明は、前記実施形態におけるように、中空の袋状の弾性体からなる中子を具備する押圧手段どうしを組み合わせて用いることが好ましいが、製造する成形体の内面形状に応じて、中空の袋状の弾性体からなる中子を具備する押圧手段と、中実の弾性体からなる中子を具備する押圧手段とを組み合わせて用いるか、中実の弾性体からなる中子を具備する押圧手段どうしを組み合わせて用いることもできる。特に、中実の弾性体からなる中子を複数組み合わせて用いる場合には中子同士を突き合わせるように挿入し、挿入方向と異なる方向に中子を膨出させて繊維成形体を製造型の内面に押圧することが好ましい。
【0060】
また、前記実施形態では、いずれも押圧手段の中子を同一方向から挿入するようにしたが、製造する繊維成形体の開口部の位置に応じてその挿入方向を適宜変更させることができる。
【0061】
また、本発明は、前記実施形態におけるように、湿式抄造されて抄造型(製造型)内に配された繊維積層体を脱水する工程、及び乾燥型(製造型)内に配された湿潤状態の繊維積層体を乾燥する工程を具備する繊維成形体の製造方法に特に好ましく用いることができるが、例えば、熱可塑性樹脂繊維を含む繊維を乾式混合方法で混成させて繊維積層体とした後に、該繊維積層体を乾燥型(製造型)内に配し、熱可塑性樹脂繊維を溶融させて該乾燥型の内面形状に対応した所定の立体形状を付与するような繊維成形体の製造方法にも適用することもできる。
【0062】
また、本発明は、繊維成形体の外表面に転写痕を残さない点から前記実施形態におけるように内部に流通路を有しない乾燥型を用いることが好ましいが、乾燥効率を高めたい場合や外表面に転写跡を残してもかまわない場合には内部に流通路を有する乾燥型を用いることもできる。
【0063】
また、本発明は、開口部から枝分かれした2以上の空洞部を有する容器の製造にも適用することができる。
【0064】
また、本発明は、3以上の開口部を有する繊維積層体の製造にも適用することができる。
【0065】
また、本発明の繊維成形体の製造方法で製造される繊維成形体は、特に限定されるものではないが、例えば、開口部から枝分かれした空洞部を有する容器、取手を有する容器、乾式複写機のトナー収容器等が挙げられる。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、肉厚、密度ムラを抑えて高い形状精度で製造することができる繊維成形体の製造方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の繊維成形体の製造装置を、二つの開口部を有するパルプモールド成形体の製造に適用した参考実施形態を模式的に示す図(割型の突き合わせ面側から視た図)である。
【図2】 同実施形態の製造装置を用いた、本発明の繊維成形体の製造方法の参考実施形態における抄造・脱水工程の手順を模式的に示す部分断面図であり、(a)は抄造工程を示す図、(b)脱水工程を示す図、(c)は脱型後の成形体を示す図(断面図)である。
【図3】 同実施形態における乾燥工程の手順を模式的に示す図であり、(a)は乾燥型内に繊維成形体を配置する工程、(b)は中子挿入工程、(c)は押圧乾燥工程、(d)は乾燥型を開く工程を示す図である。
【図4】 本発明の繊維成形体の製造装置を、開口部から枝分かれした空洞部を有する容器の製造に適用した一実施形態を模式的に示す図(図1相当図)である。
【符号の説明】
1 繊維成形体の製造装置
2、2' 抄造型
20、20' 割型
3、3'、3" 押圧手段
30、30'、30" 中子
4、4' 繊維積層体(繊維成形体)
40、40' 開口部
41' 空洞部
42' 取手
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a fiber molded body using a core for manufacturing a fiber molded body.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
For example, the technology of Japanese Patent No. 78600 is known as a related art relating to a method for producing a pulp mold product. In this technology, a solid medium and a bag-shaped medium are placed in an outer mold (papermaking mold), and pulp fibers are deposited on the paper surface of the outer mold to form a wet molded body. A predetermined fluid is supplied into the middle mold to expand the middle mold, and the molded body is pressed against the paper-making surface by the expanded middle mold to dehydrate, and a molded body having a predetermined shape is obtained after demolding and drying. It is a thing.
[0003]
By the way, in the manufacturing method of the above-described pulp mold molded body, the portion pressed by the bag-shaped middle mold is densified to obtain high strength, but the other portions tend to have uneven thickness and density, and are dehydrated. After drying, the molded product may have uneven thickness and density, and non-uniform physical properties such as strength associated with the unevenness.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a fiber molded body that can be manufactured with high shape accuracy while suppressing wall thickness and density unevenness.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a hollow bag-shaped core that can be expanded and contracted in a fiber laminate having an opening disposed in a production mold and a cavity branched from the opening, and a tip inserted into the core. A pressing means having an air supply / exhaust pipe provided with an elastic member at a part thereof is inserted from the opening, the pressing means is disposed in the cavity, and the medium is passed through the air supply / exhaust pipe of the pressing means. The object is achieved by providing a method for manufacturing a fiber molded body comprising a step of supplying a fluid into the core and expanding the core to press the fiber laminate against the inner surface of the mold. It is.
[0006]
Moreover, this invention is a manufacturing apparatus of the fiber molded object used for implementation of the said invention, Comprising: It inserts in the fiber laminated body arrange | positioned in the production type | mold, and presses the area | region where the inner surface of this fiber laminated body is different. A hollow bag-like core in which at least one of the pressing means is freely expandable / contractable, and an air supply / exhaust pipe inserted into the core and provided with an elastic member at a distal end portion thereof. The object is achieved by providing an apparatus for producing a fiber molded body comprising
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings.
[0009]
Figure 1 shows a referential embodiment of applying the apparatus for producing a fiber molded article of the present invention apparatus for producing a pulp molded article having two openings. In FIG. 1, the code | symbol 1 has shown the manufacturing apparatus.
[0010]
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 includes a papermaking mold 2 and two pressing means that are inserted into a fiber laminate 4 made in the manufacturing mold 2 and press different areas on the inner surface of the fiber laminate 4. 3 and 3.
[0011]
The production mold 2 is a combination of two split molds (only one is shown in the figure) 20 to form a predetermined cavity 21 corresponding to the outer shape of the fiber laminate 4 having two openings. is there.
[0012]
A large number of fluid flow holes 23 are formed in the split mold 20 so as to open on the formation surface 22 of the cavity 21 and communicate with the outside of the split mold 20. Further, the split mold 20 is formed with a recess 24 through which the later-described slurry injection port is formed through the cavity 21 when the split molds 20 are combined. Although not shown in the drawing, the formation surface 22 of the cavity 21 is covered with a paper making net (not shown) having a predetermined wire diameter and mesh, and the formation surface 22 of the cavity 21 is covered with the formation surface 22 of the cavity 21. A lattice-like groove connecting the fluid circulation holes 23 is formed.
[0013]
The pressing means 3 includes a hollow bag-shaped core 30 that can be expanded and contracted, and a supply / exhaust pipe 31 inserted into the core 30.
The manufacturing apparatus 1 supplies a supply source of pressurized fluid and a discharge source (both not shown) that sucks and discharges pressurized fluid through a switching cock (not shown) at the upper end of the supply / exhaust pipe 31. It has.
[0014]
The core 30 can be made of any material that expands and contracts and its volume changes without particular limitation. However, from the viewpoint of durability and heat resistance, natural rubber, urethane, fluorine rubber, silicone rubber, or elastomer can be used. It is preferable to use one made of an elastic material made of synthetic rubber or the like.
[0015]
Next, based on the embodiment in which the reference embodiment of the method for manufacturing a fiber molded body of the present invention is applied to the manufacture of a pulp mold container (fiber molded body) having two openings using the manufacturing apparatus 1, This will be described with reference to the drawings.
[0016]
First, as shown in FIG. 2A, the papermaking mold 2 including a pair of split molds 20 and 20 is prepared. Then, a predetermined amount of pulp slurry is injected into the cavity 21 through the slurry injection port 24. At the same time, the inside of the cavity 21 is sucked under reduced pressure toward the outside of the papermaking mold 2 through the fluid circulation hole 23 to suck moisture in the pulp slurry, and pulp fibers are formed on the papermaking net covering the papermaking surface, that is, the inner surface of the cavity 21 To deposit. As a result, a fiber laminate (wet fiber molded body) 4 having two openings 40 on which pulp fibers are deposited is formed on the papermaking net.
[0017]
In the present invention, the slurry used for papermaking of the fiber laminate 4 is preferably composed only of pulp fibers and water. In addition to pulp fibers and water, inorganic substances such as talc and kaolinite, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, thermoplastic synthetic resin powders or fibers such as polyolefins, non-wood or vegetable fibers, polysaccharides, etc. It may contain components. The blending amount of these components is preferably 1 to 70% by weight, particularly 5 to 50% by weight, based on the total amount of pulp fibers and the components. In addition, a pulp fiber dispersant, a molding aid, a coloring agent, a coloring aid, and the like can be appropriately added to the slurry. A sizing agent, pigment, fixing agent and the like can be appropriately added to the slurry.
[0018]
Next, the formed fiber laminate 4 is subjected to a pressure dehydration step. As shown in FIGS. 1 and 2 (b), the papermaking mold 2 is sucked from the inside through the fluid circulation hole 23 toward the outside, and the two cores 30 are contracted into the fiber laminate 4 in the contracted state. Insert from each opening 40.
[0019]
When inserting the cores 3 and 3 into the fiber laminate 4, it is preferable to insert them simultaneously from the viewpoint of shortening the machine operation time (cycle up) and simplifying the mechanism for operating the core. It is preferable to insert sequentially in order to ensure the operation.
[0020]
Next, as shown in FIG. 2 (c), a predetermined pressurized fluid is supplied into the core 30 through the air supply / exhaust pipe 31 to bulge the core 30. By pressing the fiber laminate 4 toward the formation surface 22 of the cavity 21 by these bulged cores 30, the fiber laminate 4 is uniformly pressed from the inside, and the dehydration proceeds and the fiber laminate The shape of the inner surface of the cavity 21 is transferred to the body 4.
[0021]
Examples of the fluid used for expanding the core 30 include air (pressurized air), hot air (heated pressurized air), steam, superheated steam, oil (heated oil), and other various liquids. Is done. In particular, air, hot air, and superheated steam are preferably used from the viewpoint of operability. The pressure at which the fluid is supplied into each elastic body can be appropriately set according to the molded body that resists dehydration, but is preferably 5 × 10 3 to 5 × 10 6 Pa, and preferably 1 × 10 4 to 3. X10 6 Pa is more preferable, and 1 × 10 5 to 7 × 10 5 Pa is even more preferable.
[0022]
When the fiber laminate 4 can be dehydrated to a predetermined moisture content and the shape of the inner surface of the cavity 21 is sufficiently transferred to the fiber laminate 4, as shown in FIG. 2 (d), negative pressure suction through the fluid circulation hole 23 is performed. Is stopped, the fluid in the core 30 is discharged, and the core 30 is reduced.
Then, the reduced core 30 is taken out from the fiber laminate 4, and the split molds 20 and 20 are further opened to take out the fiber laminate 4 having a predetermined moisture content from the papermaking die 2.
[0023]
The removed fiber laminate 4 is then subjected to a heat drying process. In the heat-drying process, the same operation as the paper-making / dehydrating process shown in FIG. 2 is performed except that a heated heating mold is used without paper-making / dehydrating.
[0024]
That is, first, as shown in FIG. 3 (a), a drying mold 5 is prepared which includes a pair of split molds 50 and 50, and in which a cavity 51 having a predetermined shape is formed by combining the split molds. And in this cavity 51, the fiber laminated body 4 shape | molded by the above-mentioned papermaking method is accommodated. The drying mold 5 is preheated to a predetermined temperature by a heating element (not shown) disposed in the split molds 50 and 50.
[0025]
Next, as shown in FIG. 3 (b), the pressing means 6 having a bag-shaped core 60 that can be expanded and contracted is provided in a state in which the drying mold 5 is sucked from the inside to the outside through the fluid circulation hole 53. The fiber laminate 4 is inserted through the opening 40. The pressing means 6 can be the same as that used in the dehydration step.
[0026]
When inserting the core 60 into the fiber laminate 4, as in the dehydration step, it is possible to insert at the same time from the viewpoint of shortening the machine operating time (cycle up) and simplifying the mechanism for operating the core. Preferably, it is preferable to insert the cores sequentially from the viewpoint of reliably operating the core.
[0027]
Next, as shown in FIG. 3C, pressurized fluid is supplied into the core 60 to expand the core 60, and the fiber stack 4 is formed on the formation surface 52 of the cavity 51 by the expanded core 60. Press. The fiber laminate 4 is pressed against the formation surface 52 of the cavity 51 by the expanded core 60, and the drying of the fiber laminate 4 proceeds and the inner shape of the cavity 51 is transferred to the fiber laminate 4. Thus, since the fiber laminate 4 is pressed against the forming surface 52 of the cavity 51 from the inside to the outside of the fiber laminate 4, even if the shape of the cavity 51 is complicated, the fiber laminate is highly efficient. 4 is dried, and the shape of the formation surface 52 of the cavity 51 is transferred to the fiber laminate 4 with high accuracy.
[0028]
As the pressurized fluid used to expand the core 60, for example, compressed air (heated air), oil (heated oil), and other various liquids are used. The pressure for supplying the pressurized fluid is preferably 5 × 10 3 to 5 × 10 6 Pa, more preferably 1 × 10 4 to 3 × 10 6 Pa, and more preferably 1 × 10 5 to 7 More preferably, it is × 10 5 Pa.
[0029]
When the fiber laminate 4 is sufficiently dried to a predetermined moisture content, as shown in FIG. 3D, the negative pressure suction through the fluid circulation hole 53 is stopped and the pressurized fluid in the core 60 is drained, The core 60 is reduced. Next, the reduced core 60 is taken out from the fiber laminate 4, and the split molds 50 and 50 are further opened to take out the fiber laminate (fiber molded body) 4 from the drying die 5.
[0030]
Thus, in the manufacturing method of the fiber laminated body of this embodiment using the manufacturing apparatus 1, in the spin-drying | dehydration and drying process of the fiber laminated body 4, two hollow cores 30 which can be expanded and contracted are combined, Since the fiber laminate 4 having the opening 40 can be uniformly pressed from the inside thereof, it is possible to produce a molded body with high molding accuracy without thickness and density unevenness.
[0031]
FIG. 4 shows an embodiment in which the apparatus for manufacturing a fiber molded body of the present invention is applied to a apparatus for manufacturing a hollow pulp mold container (fiber molded body) having a handle formed by a hollow portion branched from an opening. It is a thing. In FIG. 1, reference numeral 1 ′ indicates a manufacturing apparatus.
[0032]
As shown in FIG. 4, the production apparatus 1 ′ is inserted into the papermaking mold 2 ′ and the fiber laminate 4 ′ produced in the production mold 2 to press different areas on the inner surface of the fiber laminate 4 ′. Two pressing means 3 ', 3 "are provided.
[0033]
The production mold 2 ′ has an outer shape of a hollow fiber laminate having a handle formed by a hollow portion branched from an opening by combining two symmetrical split molds (only one is shown in the figure) 20 ′. A corresponding predetermined cavity 21 ′ is formed.
[0034]
A large number of fluid flow holes 23 ′ are formed in the split mold 20 ′ and open on the formation surface 22 ′ of the cavity 21 ′ and communicate with the outside of the split mold 20 ′. Further, the split mold 20 ′ is formed with a recess 24 ′ through which a slurry injection port described later is formed through the cavity 21 ′ when the split molds 20 ′ are combined. Although not shown in the figure, the formation surface 22 'of the cavity 21' is covered with a papermaking net (not shown) having a predetermined wire diameter and mesh, and the formation surface of the cavity 21 '. A grid-like groove connecting the fluid circulation holes 23 'is formed in 22'.
[0035]
The pressing means 3 'includes a hollow bag-shaped core 30' that can be expanded and contracted, and a supply / exhaust pipe 31 'inserted into the core 30'.
The pressing means 3 ″ includes a hollow bag-shaped core 30 ″ that can be expanded and contracted, and a supply / exhaust pipe 31 ″ inserted into the core 30 ″. The supply / exhaust pipe 31 ″ has a configuration in which an elastic member 310 ″ is spirally wound around the outer periphery of a tip portion of a pipe through which a fluid flows, and the tip portion is bendable. Thereby, the core 30 ″ is configured to be expandable / contractable and bendable.
[0036]
For the cores 3 ′ and 30 ″, the same material as the core 3 in the above embodiment can be used.
[0037]
The manufacturing apparatus 1 ′ has a supply source of pressurized fluid and a discharge source that sucks and discharges pressurized fluid through a switching cock (not shown) at the upper end of the supply / exhaust pipes 31 ′, 31 ″. (Both not shown).
[0038]
The cores 30 ′ and 30 ″ can be made of the same material as the core 30 in the manufacturing apparatus 1 of the above embodiment.
[0039]
Next, a preferred embodiment of the method for producing a fiber molded body of the present invention is a hollow pulp mold container (fiber molded body) having a handle formed by a hollow portion branched from an opening using the production apparatus 1 ′. A description will be given based on one embodiment applied to the manufacture of the above.
[0040]
First, in each of the symmetrical split molds 20 ′, the vertical half fiber laminates 4 ′ are individually made in advance, and then the split mold 20 ′ is butted at the butting surface 25 ′. In this case, after matching the split molds 20 ′, the pulp slurry is injected in the same manner as in the above embodiment, and the pulp fibers are stacked and accumulated inside so as to close the joints between the longitudinal fiber stacks 4 ′. It is preferable to make it.
[0041]
Then, as shown in FIG. 4, the cores 3 ″ and 3 ′ are sequentially inserted from the opening 40 ′ of the container 4 ′. In this case, the bendable supply / exhaust pipe can be pressed so that the handle 42 ′ can be pressed from the inside. A core 3 "having 31" is disposed in a cavity 41 'forming a handle 42'.
[0042]
Next, a predetermined pressurized fluid is supplied into the cores 30 ′, 30 ″ through the air supply / exhaust pipes 31 ′, 31 ″ to bulge the cores 30 ′, 30 ″. While bulging and pressing substantially the entire housing portion of the fiber laminate 4 ′ from the inside, the core 30 ″ is bulged and the cavity 41 ′ is pressed from the inside so that the fiber laminate 4 ′ The paper is uniformly pressed toward the cavity forming surface 22 ′ of the papermaking mold 2 ′, and the dehydration proceeds, and the shape of the forming surface 22 ′ of the cavity 21 ′ is transferred to the fiber laminate 4 ′.
[0043]
The fluid used to swell the cores 30 'and 30 "can be the same fluid used to swell the core 3. The pressure for supplying the fluid into each core. Can be appropriately set according to the fiber laminate subjected to dehydration, but is preferably 5 × 10 3 to 5 × 10 6 Pa, and more preferably 1 × 10 4 to 3 × 10 6 Pa. It is preferably 1 × 10 5 to 7 × 10 5 Pa.
[0044]
When the cores 30 ′ and 30 ″ are inserted into the fiber laminate 4 ′ from the opening 40 ′, the machine operating time is shortened (cycle up) and the mechanism for operating the core is simplified as described above. It is preferable to insert from the point at the same time, and it is preferable to insert the cores 30 ″ and 30 ′ in order from the viewpoint of reliably operating the core.
[0045]
In this manner, the cores 30 ′ and 30 ″ are bulged to press the fiber laminate 4 ′ toward the cavity forming surface 22 ′ of the papermaking mold 2 ′, while the fiber lamination is made through the fluid circulation hole 23 ′. By sucking and dehydrating the water in the body 4 ', the fiber laminate 4' is pressed uniformly from the inside, and the dehydration proceeds promptly.
[0046]
When the fiber laminate 4 ′ can be dehydrated to a predetermined moisture content, the negative pressure suction through the fluid circulation hole 23 ′ is stopped, the cores 30 ′ and 30 ″ are separated from the papermaking mold 2 ′, and the split mold is further removed. Open and take out fiber laminated body 4 'which has a predetermined moisture content.
[0047]
The removed fiber laminate 4 ′ is then subjected to a drying process. In the drying process, papermaking and dehydration are not performed, and operations similar to the dehydration process are performed except that a heated dry mold (manufacturing mold) is used.
[0048]
That is, first, a dry mold is prepared which is composed of a pair of split molds and in which a cavity having a predetermined shape is formed by combining the split molds. The fiber laminate 4 ′ formed by papermaking as described above is accommodated in the cavity. The drying mold is preheated to a predetermined temperature by a heating element arranged in the split mold.
[0049]
Next, a core similar to that used in the dehydration step is used, and the core is inserted through the opening 40 ′ of the fiber laminate.
[0050]
When inserting the core, it is preferable to insert it at the same time from the viewpoint of shortening the machine operation time (cycle up) and simplifying the mechanism for operating the core, as in the dehydration process. It is preferable to insert them sequentially from the point of operation.
[0051]
Next, the cores are respectively bulged to press the fiber laminate 4 ′ against the inner surface of the dry mold.
The same fluid as used in the dehydration step can be used as the fluid for expanding the core. Although the pressure which supplies a fluid in each core can be suitably set according to the fiber laminated body with which it uses for drying, it is preferable that it is 5 * 10 < 3 > -5 * 10 < 6 > Pa, 1 * 10 < 4 >-. 3 × 10 6 Pa is more preferable, and 1 × 10 5 to 7 × 10 5 Pa is even more preferable.
[0052]
The drying temperature during drying of the fiber laminate 4 ′ is preferably 70 to 300 ° C., more preferably 120 to 250 ° C., from the viewpoint of scorching prevention and drying efficiency of the fiber laminate.
[0053]
In this way, the core is bulged to press the fiber laminate 4 ′ against the inner surface of the drying mold, while the vapor of the fiber laminate 4 ′ is sucked and dried through the fluid circulation hole inside the drying mold. The fiber laminate 4 ′ is uniformly pressed from the inside, and the drying proceeds promptly.
[0054]
When the fiber laminate 4 ′ can be dried to a predetermined moisture content, the core is shrunk, the core is detached from the drying mold, and the split mold is opened to obtain a fiber laminate (fiber molding having a predetermined moisture content). Body) 4 'is taken out.
[0055]
The fiber laminate 4 ′ having finished the drying process is subjected to trimming, coating with a resin layer on the inner and outer surfaces by a so-called skin pack, coating, printing, and the like to complete the manufacturing.
[0056]
As described above, in the fiber laminate manufacturing method of the present embodiment using the manufacturing apparatus 1 ′, the expandable / contractible core 30 ′ and the flexible core 30 ″ can be used in the dehydration and drying processes of the fiber laminate 4 ′. Can be pressed uniformly from the inside of the fiber laminate 4 ′ having a thin hollow portion 41 ′ branched from the opening 40 ′. It is possible to produce a high molded body.
[0057]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
[0058]
In the present invention, as in the above-described embodiment, it is preferable to use a plurality of cores in both the dehydration step and the drying step, but it is possible to omit using the core in either the dehydration step or the drying step. .
[0059]
In addition, as in the above-described embodiment, the present invention preferably uses a combination of pressing means each having a core made of a hollow bag-like elastic body, depending on the inner surface shape of the molded body to be manufactured, A pressing means having a core made of a hollow bag-like elastic body and a pressing means having a core made of a solid elastic body are used in combination, or a core made of a solid elastic body is provided. It is also possible to use a combination of pressing means to perform. In particular, when a plurality of cores made of solid elastic bodies are used in combination, the cores are inserted so as to face each other, and the core is bulged in a direction different from the insertion direction to produce a fiber molded body. It is preferable to press against the inner surface.
[0060]
Moreover, in the said embodiment, although the core of the press means was inserted from the same direction in all, the insertion direction can be changed suitably according to the position of the opening part of the fiber molded object to manufacture.
[0061]
The present invention also includes a step of dehydrating a fiber laminate that has been wet-made and placed in a paper-making mold (manufacturing die), and a wet state that is placed in a dry die (manufacturing die), as in the above-described embodiment. Although it can be particularly preferably used in a method for producing a fiber molded body comprising a step of drying the fiber laminate, for example, a fiber containing a thermoplastic resin fiber is mixed by a dry mixing method to obtain a fiber laminate, Also in a method for producing a fiber molded body in which the fiber laminate is placed in a dry mold (manufacturing mold), and a thermoplastic resin fiber is melted to give a predetermined three-dimensional shape corresponding to the inner shape of the dry mold. It can also be applied.
[0062]
In the present invention, it is preferable to use a drying mold that does not have a flow passage as in the above-described embodiment from the viewpoint of leaving no transfer marks on the outer surface of the fiber molded body. When it is possible to leave a transfer mark on the surface, a dry mold having a flow path inside can be used.
[0063]
The present invention can also be applied to the manufacture of a container having two or more cavities branched from an opening.
[0064]
The present invention can also be applied to the production of a fiber laminate having three or more openings.
[0065]
Further, the fiber molded body manufactured by the method for manufacturing a fiber molded body of the present invention is not particularly limited. For example, a container having a cavity branched from an opening, a container having a handle, and a dry copying machine Toner container or the like.
[0066]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method and apparatus of the fiber molded object which can suppress a thickness and a density nonuniformity and can manufacture with a high shape precision are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a reference embodiment in which the apparatus for producing a fiber molded body of the present invention is applied to the production of a pulp mold molded body having two openings (viewed from the side of a split mold butting surface) ).
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a procedure of a paper making / dehydrating step in a reference embodiment of the method for manufacturing a fiber molded body of the present invention using the manufacturing apparatus of the same embodiment. The figure which shows a process, (b) The figure which shows a dehydration process, (c) is a figure (sectional drawing) which shows the molded object after mold removal.
FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing a procedure of a drying process in the embodiment, where FIG. 3A is a process of placing a fiber molded body in a drying mold, FIG. 3B is a core insertion process, and FIG. FIG. 4D is a diagram illustrating a pressing drying process, and FIG.
FIG. 4 is a diagram (corresponding to FIG. 1) schematically showing an embodiment in which the apparatus for producing a fiber molded body of the present invention is applied to the production of a container having a hollow portion branched from an opening.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus of a fiber molded object 2, 2 'Papermaking type | mold 20, 20' Split type 3, 3 ', 3 "Press means 30, 30', 30" Core 4, 4 'Fiber laminated body (fiber molded object)
40, 40 'opening 41' cavity 42 'handle

Claims (2)

製造型内に配された開口部及び該開口部から枝分かれした空洞部を有する繊維積層体内に、拡縮自在の中空の袋状の中子と、該中子に挿入された、先端部に弾性部材が設けられている給排気管とを具備している押圧手段を該開口部から挿入し、該押圧手段を該空洞部内に配して該押圧手段の前記給排気管を通じて前記中子内部に流体を供給し、該中子を拡張させて該繊維積層体を該製造型の内面に押圧する工程を具備する繊維成形体の製造方法。A hollow bag-shaped core that can be expanded and contracted in a fiber laminate having an opening portion arranged in a manufacturing mold and a hollow portion branched from the opening portion, and an elastic member at a tip portion inserted into the core. A pressing means having an air supply / exhaust pipe provided with a fluid is inserted through the opening, the pressing means is disposed in the cavity, and the fluid enters the core through the air supply / exhaust pipe of the pressing means. A method for producing a fiber molded body comprising a step of supplying the fiber core and expanding the core to press the fiber laminate against the inner surface of the production mold. 請求項1に記載の繊維成形体の製造方法の実施に使用する繊維成形体の製造装置であって、An apparatus for producing a fiber molded body used for carrying out the method for producing a fiber molded body according to claim 1,
製造型内に配された繊維積層体に挿入されて該繊維積層体の内面の異なる領域を押圧する複数の押圧手段を備えており、A plurality of pressing means that are inserted into the fiber laminate disposed in the production mold and press different areas of the inner surface of the fiber laminate,
前記押圧手段の少なくとも一つが拡縮自在の中空の袋状の中子と、該中子に挿入された、先端部に弾性部材が設けられている給排気管とを具備している繊維成形体の製造装置。A fiber molded body comprising: a hollow bag-like core in which at least one of the pressing means is freely expandable and contracted; and an air supply / exhaust pipe inserted into the core and provided with an elastic member at a distal end portion. Manufacturing equipment.
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