JP4557608B2

JP4557608B2 - 繊維成形体の製造型及び繊維成形体の製造方法

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Publication number: JP4557608B2
Application number: JP2004165076A
Authority: JP
Inventors: 雅之大崎
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: JP2005344239A

Description

本発明は、繊維成形体の製造型及び繊維成形体の製造方法に関する。

繊維成形体の製造型に関し、出願人は、下記特許文献１に記載の技術を提案している。この技術は、繊維成形体を脱水成形又は乾燥成形するときに、内部が中実の弾性押圧体と、内部に流体が供給されて膨張する中空の弾性押圧体とを備えた製造型を用い、繊維成形体を成形型の表面に押圧するときに、前記中空の弾性押圧体で複雑な形状の部分を押圧するものである。

ところで、この製造型は、中空の弾性押圧体を膨縮させるための手段が必要であるため、製造型の構成が複雑とならざるを得なかった。また、中空押圧体は、成形性に優れる反面、繰り返し使用した場合に中実の押圧体よりも劣化しやすい課題を有している。このため、より構成が複雑とならず、耐久性もあり、複雑な形状の繊維成形体を成形性良く製造できる製造型が望まれていた。

特開２００３−４１４９９号公報

従って、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複雑な形状の繊維成形体を成形性良く安定的に製造することができる繊維成形体の製造型及び該製造型を用いた繊維成形体の製造方法を提供することにある。

本発明は、繊維成形体を製造するための製造型であって、凸状の弾性押圧体を有する雄型と、凹状の成形面を有する雌型とを備えており、前記弾性押圧体は、上方部の外周にフランジ状に張り出すフランジ状の押圧部と、該フランジ状の押圧部から下方に向かって先細る円錐台形状の押圧部と、及び該円錐台形状の押圧部の先端部に配設される環状の押圧部とを有し、前記押圧部は、何れも中実であり、前記環状の押圧部の弾性率が、前記フランジ状の押圧部及び前記円錐台形状の押圧部それぞれの弾性率と異なっている繊維成形体の製造型を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、前記本発明の製造型によって、繊維積層体を押圧成形する工程を具備する繊維成形体の製造方法を提供するものである。

本発明の繊維成形体の製造型及びこれを用いた繊維成形体の製造方法によれば、複雑な形状の繊維成形体を成形性良く安定的に製造することができる。

以下、本発明の繊維成形体の製造型（以下、単に製造型ともいう。）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。

図１は、本発明の製造型の第１実施形態を模式的に示したものである。図１において符号１は製造型を示している。

製造型１は、湿潤状態の繊維積層体の成形に用いられる型である。製造型１は、下方に向けて先細る凸状の弾性押圧体２０を有する雄型２と、凹状の成形面３０を有する雌型３とを備えている。

雄型２は、弾性押圧体２０を固定する金属製の取り付けプレート２１と、弾性押圧体２０の表面を被覆する網状体２２とを備えている。

前記弾性押圧体２０は、表面に弾性率の異なる中実の押圧部２００〜２０２を有している。即ち、本実施形態では、弾性押圧体２は、上方部の外周にフランジ状に張り出した押圧部２００と、押圧部２００から下方に先細る円錐台形状の押圧部２０１と、押圧部２０１の先端部に配設された環状の押圧部２０２とを有している。押圧部２０２は、押圧部２００、２０１よりも弾性率が低く設けられている。

押圧部２００及び押圧部２０１の弾性率は、必要押圧力、成形品の仕上げ表面性を考慮すると１．０〜４．０ＭＰａ、特に１．０〜３．０ＭＰａとすることが好ましい。押圧部２００及び押圧部２０１の弾性率は、万能試験機（テンシロン試験機等）による引張り／圧縮試験により求められる。押圧部２００及び押圧部２０１を構成する材としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、その他の合成ゴム、天然ゴム等が挙げられる。

押圧部２００は、成形後に得られる繊維成形体のフランジ部を上側から押圧する部分であり、該フランジ部よりも広く設けられている。押圧部２００は、押圧部２０１と一体的に設けられている。

押圧部２０１は、主として得られる繊維成形体の主として胴部及び底面部の中央部を内側から押圧する部分であり、該胴部及び底面部中央部の内面形状と略同じ外形形状を有している。

押圧部２０１の内部には、液体成分の流通路２３が設けられている。流通路２３は、幹流通路２３０及び幹流通路２３０から分岐した複数の分岐流通路２３１から構成されている。幹流通路２３０は、押圧部２０１の略中心に上下に形成されており、分岐流通路２３１は、幹流通路２３０から押圧部２０１の外部へ向けて放射状に形成されている。分岐流通路２３１の一開口端は、押圧部２０１の外表面において開口している。押圧部２０１の外表面における該開口端の開口面積の比率は、繊維積層体の成形効率、該繊維積層体を押圧した場合における押圧部２０１の強度保持、成形品の仕上り表面性等を考慮して設定することが好ましい。また、分岐流通路２３１の開口端の押圧部２０１の外表面における１ｃｍ²当たりの個数も同様の点を考慮して設定することが好ましい。分岐流通路２３１は、押圧部２０１が押圧によって弾性変形しても流体の通過が妨げられない程度の大きさの断面を有していることが好ましい。

押圧部２０２は、その下側の外周縁（エッジの部分）が、成形する繊維積層体の胴部と底面部との間の角部に位置するように配されている。押圧部２０２は環状の形態を有しており、その環状の部分の幅は、胴部と底面部との間の角部の形状、底面部の上げ底形状に応じて設定される。押圧部２０２の高さ（厚さ）は、底面部の上げ底形状、押圧部２０２の弾性率に応じて設定される。

前記押圧部２０２の弾性率は、押圧時の変形量を考慮すると０．０１〜１．０ＭＰａ、特に０．０１〜０．１ＭＰａとすることが好ましい。押圧部２０２の弾性率は、万能試験機（テンシロン万能試験機等）による引張り／圧縮試験により求められる。押圧部２０２を構成する材としては、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、その他の合成ゴム等が挙げられる。

雄型２において、このようにして押圧部２０１の下側に押圧部２０１よりも弾性率の低い押圧部２０２を配することによって、後述するように弾性押圧体２０で繊維積層体を押圧したときに、変形し易い押圧部２０２を積極的に変形させて当該押圧部２０２が押圧する部分の押圧力を高めることができる。よって、後述のように、底面部の中央部が上げ底でその周りに所定幅の接地部を有する繊維成形体の外表面を、その底面部及び胴部と底面部との間の角部を含めて精度良く成形することができるとともに、当該部分が緻密に成形されるためその強度を高めることができる。

前記取り付けプレート２１には、前記幹流通路２３０につながる流通孔２１０が形成されている。取り付けプレート２１はアルミニウム合金やステンレス等の金属製であることが好ましい。取り付けプレート２１への弾性押圧体２０の固定方法に特に制限はない。例えば、弾性押圧体２０と取り付けプレート２１とを連通するねじ穴やボルト穴を設け、該ねじ穴やボルト穴にねじやボルトを螺着させて固定することができる。

雄型２は、弾性押圧体２０の外面部を覆う網状体２２を備えている。網状体２２には、弾性押圧体２０の性能に影響を与えないものであれば、その材質、形態等に特に制限はない。網状体２２は、弾性押圧体２０の外表面にしわなく密着して被覆するものが好ましい。網状体２２には、例えば、天然繊維又は合成繊維からなるネットを単一で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、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。網状体２２は、その滑り性、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。

次に、本発明の繊維成形体の製造方法を、その好ましい実施形態として、前記製造型１を用いた繊維成形体の製造方法に基づいて説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、湿式抄造法により抄造した湿潤状態の繊維積層体１０を、得られる繊維成形体の外形に対応した凹状の成形面３０を有する雌型３内に配する。雌型３は、アルミニウム合金等の金属製の型である。

繊維積層体１０を構成する繊維は、得られる繊維成形体の用途に応じて適宜設定される。該繊維としては、パルプ繊維、合成繊維等の有機繊維、炭素繊維ガラス繊維等の無機繊維、又はこれらの組み合わせが挙げられる。特に、パルプ繊維には、針葉樹若しくは広葉樹の未晒又は晒クラフトパルプ、サルファイトパルプ、アルカリパルプ、グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を用いることが好ましく、これらの中でも、成形性、白色性、成形体の表面性、強度の点から、特に針葉樹や広葉樹の晒クラフトパルプが好ましい。これらの繊維は、単独で又は二種以上を適宜の割合で含んでいてもよい。

繊維積層体１０には、必要に応じ、分散剤、顔料、定着剤、防かび剤、サイズ剤、接着剤、紙力強化剤等の外層用添加剤を適宜の割合で含めることができる。

次に、前記雄型２を前記繊維積層体１０内に挿入し、図２（ｂ）に示すように、繊維積層体１０を雄型２の弾性押圧体２０で押圧し、繊維積層体１０を雌型３の成形面３０に押圧して成形する（なお、図２（ｂ）では網状体は便宜上省略している。）。最も押圧力をかけたときに押圧部２０２を押圧方向に５．０〜３０．０％、特に１０．０〜２０．０％変形（上下方向の厚み変形）させることが、得られる繊維成形体における胴部と底面部との間の角部に成形面３０の形状を精度良く転写させるとともに強度を高める上で好ましい。脱液効率や乾燥効率を高めて成形効率を向上させる上では、この押圧の際に前記流通路２３を通して繊維積層体中の液体成分を吸引して外部に排出したり、雌型３にヒータを付設して所望の温度で繊維積層体を加熱することが好ましい。弾性押圧体２０の押圧力、押圧時間、雌型３の加熱温度、吸引圧力、吸引時間等の成形条件は、繊維成形体の含水率、繊維の種類、抄紙量等に応じて適宜設定される。

上述のような成形を行った後、雄型２と雌型３とを離隔させ、成形された繊維成形体を取り出す。そして、必要に応じてトリミング等を施して繊維成形体の製造を完了する。

以上説明したように、本実施形態の製造型１は、雄型２の弾性押圧体２０に弾性率の高い押圧部２００、２０１を設けるとともに、押圧部２０１の先端部に押圧部２０１より弾性率の低い環状の押圧部２０２を配しているので、繊維積層体１０を成形するときに、変形し易い押圧部２０２を積極的に変形させることによって、繊維積層体１０における胴部と底面部との間の角部をその内側から雌型３の成形面３０に強く押圧できる。斯かる製造型１を用いた押圧成形を経て製造される繊維成形体は、前記雌型３の成形面３０の形状が精度良く転写された外形形状を有しており、特に底面部及び胴部と底面部との間の角部の転写性及び強度に優れている。

図３は、本発明の繊維成形体の製造型における雄型の第２実施形態を模式的に示したものである。図３において、前記第１実施形態の製造型１と共通する部分については、同一符号を付している。従って、特に説明のない部分については、前記第１実施形態における説明が適宜適用される。

本実施形態の雄型２’は、前記第１実施形態の雄型２のような、押圧部２０１よりも弾性率の低い押圧部２０２に変えて、押圧部２０１よりも弾性率の高い中実の押圧部２０４を備えている。

前記押圧部２０４の弾性率は、所望する形状への転写性等を考慮すると５０〜４００ＧＰａとすることが好ましい。押圧部２０４を構成する材としては、アルミニウム合金、ステンレス等の金属、セラミックス、耐熱樹脂等が挙げられる。

押圧部２０４は、成形する繊維積層体の胴部に位置するように配されている。本実施形態のように、押圧部２０１に流通路２３を有している場合には、その機能を妨げない位置に配するか、流通路２３に連通する孔を設けることが好ましい。押圧部２０４は、押圧部２０１に接着、嵌合、螺子止め等によって固定することができる。押圧部２０４の形態は、所望する成形品の形態に応じて設定される。このような押圧部２０４を、弾性押圧体２０に配することによって、繊維積層体の押圧成形時に積極的に変形させたくない部分を弾性押圧体２０に設けることができる。これによって、弾性押圧体２０で繊維積層体を押圧成形したときに、得られる繊維成形体の内面（押圧部で押圧される面）に当該押圧部２０４の形状を繊維成形体の内面の変形を抑制した状態で転写させることができるため、得られる繊維成形体を形状の自由度に富んだ成形品とすることができる。

本発明は、前記実施形態に制限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。

本発明の繊維成形体の製造型は、基本的には、弾性率が異なる二以上の中実の押圧部が弾性押圧体の表面に存在すればよい。すなわち、弾性率が異なる中実の押圧部の数、それぞれの面積、それぞれの弾性率の差異等については制限されない。例えば、弾性率が少しずつ異なる多数の押圧部を弾性押圧体の表面に設けることもできるが、製造コストや実用性を考慮すると、弾性率が中程度の部位、それよりも低い部位あるいはそれよりも高い部位を押圧部として有する製造型や、弾性率が中程度の部位、それよりも弾性率がかなり低い部位あるいはそれよりも弾性率がかなり高い部位を押圧部として有する製造型が好ましい。

例えば、成形される繊維積層体の種類によっては、前記した押圧部２００、２０１に対応する部分の弾性率を若干高め（例えば４．０〜１０．０ＭＰa）に設定し、押圧部２０２に対応する部分の弾性率を、それよりもかなり低め（例えば０．０１〜４．０ＭＰa）に、あるいはかなり高め（例えば５０〜４００ＧＰa）となるように設定することもできる。
また、押圧部２０２の弾性率を押圧部２００や２０１の弾性率よりも若干高く（例えば４．０〜１０．０ＭＰa）設定し、押圧部２０２を変形し難くすることは、特に前記接地部の密度を高くしたい場合には好ましい。

また、上述の弾性率の高い中実の押圧部の配設位置は、成形する繊維成形体の成形精度を高めたい部分の形状、位置に応じて変更することができるし、弾性率の低い中実の押圧部の配設位置は、成形する繊維成形体の成形精度を高めたい部分形状、位置に応じて変更することができる。

本発明の繊維成形体の製造型は、インスタントカップ麺の他、麺類以外のインスタント食品、アイスクリーム、菓子等の各種食品・飲食品、調味料、薬品、化粧品、洗剤等の容器、植物を植える鉢等に用いられる繊維成形体の製造に好適に用いられる。

本発明の繊維成形体の製造型の第１実施形態を模式的に示す断面図である。本発明の第１実施形態の製造型による繊維成形体の製造工程の一部を模式的に示す断面図であり、（ａ）は繊維積層体を製造型と共に雌型内に配した状態を示す図、（ｂ）は押圧成形状態を示す図である。本発明の繊維成形体の製造型における雄型の第２実施形態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１製造型
２、２’ 雄型
２０弾性押圧体
２００、２０１、２０２、２０３、２０４中実の押圧部
２１取り付けプレート
２２網状体
２３流通路
３雌型
３０成形面

Claims

繊維成形体を製造するための製造型であって、
凸状の弾性押圧体を有する雄型と、凹状の成形面を有する雌型とを備えており、
前記弾性押圧体は、上方部の外周にフランジ状に張り出すフランジ状の押圧部と、該フランジ状の押圧部から下方に向かって先細る円錐台形状の押圧部と、及び該円錐台形状の押圧部の先端部に配設される環状の押圧部とを有し、
前記押圧部は、何れも中実であり、前記環状の押圧部の弾性率が、前記フランジ状の押圧部及び前記円錐台形状の押圧部それぞれの弾性率と異なっている繊維成形体の製造型。
前記フランジ状の押圧部及び前記円錐台形状の押圧部それぞれの弾性率が１．０〜４．０ＭＰａであり、前記環状の押圧部の弾性率が０．０１〜１．０ＭＰａ又は４．０〜１０．０ＭＰａである請求項１記載の繊維成形体の製造型。
前記フランジ状の押圧部及び前記円錐台形状の押圧部それぞれの弾性率が４．０〜１０．０ＭＰａであり、前記環状の押圧部の弾性率が０．０１〜４．０ＭＰａ又は５０〜４００ＧＰａである請求項１記載の繊維成形体の製造型。
前記弾性押圧体の内部に流体の流通路が設けられている請求項１〜３の何れかに記載の繊維成形体の製造型。
前記弾性押圧体の外面部を覆う網状体を備えている請求項１〜４の何れかに記載の繊維成形体の製造型。
請求項１〜５の何れかに記載の製造型によって、繊維積層体を押圧成形する工程を具備する繊維成形体の製造方法。