JP5336923B2

JP5336923B2 - 紙成形品の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP5336923B2
Application number: JP2009115488A
Authority: JP
Inventors: 孝行中井; 雅巳大和田
Original assignee: 中井紙器工業株式会社
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-05-12
Also published as: JP2010264986A

Description

本発明は、紙成形品の製造方法及び製造装置に関するものである。

従来、板紙を圧縮成型してトレイ、箱や容器、包装材など各種の加工品を造る方法が知られているが、単に板紙を圧縮成型する場合には成型時に大きく延ばすことができないので深絞りを行うと皺がよったり破断したりしてしまうことから凹凸の深さが浅いものに限られ、また、折り曲げ角度も広く、深絞りや直角の折り曲げ角度を得ることが困難であるばかりか折り曲げ箇所の保存性も悪く加工品も浅い絞り成型による皿状のもののように用途が限られていた。

そのため、深絞りの加工品を得る手段としてパルプを抄紙スクリーン自体を成型品の型にした抄紙機にかけるパルプモールド法が実施されている。しかしながら、このパルプモールド法は、大掛かりな設備が必要であるとともに生産性が劣り、長繊維のパルプが必要であるなど経済的に問題があり、また、得られた製品も表面が粗く用途が限られていた。

また、材料となる板紙を加湿して軟化させ、加工度を上げる手段が提示されているが、これらは材料となる板紙を蒸気やお湯により加湿して軟化させることにより深絞りを可能にするものであるが、加湿しただけでは十分な硬さを発揮させることが困難であり実用的でなかった。

そこで、例えば特開平７−３１５３５６号公報に提示されているように、熱可塑性合成樹脂のシートに板紙に被着した包装材を加熱するとともに板紙を加湿することにより軟化させて容器状に成形することにより深絞り成形を可能にした手段や特開平９−７６３７８号公報に提示されているように水溶性の各種合成樹脂液を含浸させて熱硬化させる手段が知られており、これらの手段によれば強度的にも優れた成形品が得られる。

ところが、これらの手段により得られた成形品は板紙だけでなく強度を増したり防水性を上げる目的で合成樹脂が一体的に含まれている。そのため、容器包装等の分別処理並びに再利用法に対応することがきわめて困難であり、今日においては実用的ではない。

特開平７−３１５３５６号公報特開平９−７６３７８号公報

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、従来の深絞りの成型が可能であることはいうまでもなく、合成樹脂などの接着材を一切使用せずに使用後の分別処理や再使用に適し、強度的にも優れた紙成形品の製造方法及び製造装置を提供するものである。

前記課題を解決するためになされた本発明である紙成形品の製造方法は、原料となる板紙に少なくとも天然糊を含む水溶液を含浸させて軟化し、余水分を除去した後、エンボス加工を施し、次いで、前記板紙を乾燥させて所定の湿度に調整した後た後、加熱した孔あき金型にて成型プレスを行い必要に応じて打ち抜き加工をすることを特徴とする。

本発明によれば、原料である板紙に天然糊を含む水溶液を含浸させて軟化させるとともにエンボス加工を施すことにより、絞り加工を容易にして深絞り加工を可能にした。また、孔あき金型にて成型プレスを行うことにより乾燥も確実且つ迅速に行うことができ、天然糊を含む水溶液を含浸させていることから成型品の強度も充分であり、特に、合成樹脂材を用いていないことから処理や再利用に適しており、容器リサイクル法にも適合してる。

本発明において、前記水溶液に防水、殺菌、防黴、消炎などの機能を有する天然の水溶性機能剤が添加されている場合には、所望の用途に適した成型品とすることもできる。

さらに、前記成型プレスが予備成型プレスと本成型プレスの２段階にて行うことにより効率よく成形プレスを行うことができ、特に、前記予備成型プレスにおいて強制的な水蒸気除去を行うことにより迅速な水分除去を行うこともできる。

前記成型プレスの際またはその後にスタンプを施すこともできる。

また、本発明である紙成形品の製造装置は、原料となる板紙に天然糊を含む水溶液を含浸させる含浸槽と、前記含浸槽を通過させた板紙の余水分を除去する水分調整装置と、前記水分調整機により水分を調整した板紙にエンボス加工を施すエンボス加工装置と、前記板紙を乾燥させて所定の湿度に調整する湿度調整装置と、加熱した孔あき金型にて成型プレスを行う成型プレス装置とを有することを特徴とする。

さらにまた、前記成型プレス装置が予備成型プレス機と本成型プレス機とからなるとともに前記予備成型プレス機に強制脱水装置が付設されている場合には迅速な成型プレスを行うことができる。

本発明によれば、板状の紙材を用いて直角に近い角度に折り曲げた深絞り成型が可能であり、製造された成型品も充分な強度を有し、特に、合成樹脂材を含んでいないので環境的にも優れており、処理や再使用にも適している。また、製造も容易で、比較的簡易な設備で自動化が可能であり、多量生産にも適している。

また、本発明は低圧加工が可能であり、従来の金属加工、合成樹脂加工の成形方法をそのまま転用するので設備費や金型費、材料費が高額である高圧乾式成形加工に比べてきわめて安価な設備等で実施することができるばかりか、伸縮、破裂強度が増すことから多角形や急角度の傾斜角型の成形加工が可能であり、従来、合成樹脂、金属、ガラスなどのようなリサイクルが困難な素材により形成されていた成型品に代わって実施することができる。

さらに、本発明は、金属、ガラスなどのように均一な硬さでなく添加する糊の量や乾燥の度合いを調節することにより所望の硬さのものを得ることができるとともに、色彩や模様などの装飾を施したり、防水、殺菌、防黴、消炎、防虫等の素材（天然の水溶性のものが好ましい）を添加することにより金属や合成樹脂では不可能な付加機能を与えることもできる。

本発明の実施の形態である製造装置の一例を示す概略図。本発明により製造された成型品の一例を示す斜視図。

図１は本発明である紙成形品の製造装置についての好ましい実施の形態を示すものであり、製造装置は特にロール状の原料となる板状紙材１を巻回したロール送り装置２と所定の距離を置いて配置された巻き取り装置３との間に各種加工装置が配置されて自動的に連続して成型品を製造することを可能にしたものである。

そして、前記ロール送り装置２に巻回された板状紙材１は、まず、深絞りによる成型プレスを容易にするために板状紙材１を軟化するための水分調整装置４に送られる。この水分調整装置４は、天然糊を含む水溶液を貯留した含浸槽４１と含浸槽４１を通過させて板状紙材１の余分な含浸液を除去する絞りローラ４２１と所定の時間だけ放置して内部への含浸を促す浸透槽４２２とからなる水分調整装置４２とからなる。尚、前記含浸槽４１には含浸槽４１内に貯留した天然糊を含む水溶液の濃度を均一に保つための循環ポンプ４２が付設されている。

また、前記浸透槽４２２の下流側にはエンボス加工を施すエンボス加工装置５が配置されているとともにさらに下流側に板紙１を乾燥させて所定の湿度に調整する例えば赤外線温風乾燥ブロアからなる湿度調整装置６と加熱した孔あき金型にて成型プレスを行う成型プレス装置７が順に配置されている。

本実施の形態では、前記成型プレス装置７は、それぞれ金型に径が２〜３ｍｍ程度の孔を設けた１０トン程度の加圧による予備成型プレス装置７１と本成型プレス装置７２とからなり、特に、予備成型プレス装置７１には強制脱水装置７１１が付設されている。

さらに、下流側には、打ち抜きプレス装置８が配置されているとともに、その下方には打ち抜いた成型品１１を所定の数量を積層して貯留して取り出すスライドテーブル９が配置されている。尚、図面中、符号６１，６２はラインに設けられて赤外線温風乾燥ブロアであり、成型後に所定の湿度に乾燥させるものである。

本実施の形態を使用するには、初めにロール送り装置２に巻回したロール状の原料となる板状紙材１を軟化するための含浸槽４１に送る。さらに詳しく説明すると、まず、例えばフノリのような天然糊を含む水溶液を貯留した含浸槽４１を通過させる（浸漬時間２〜３秒程度）。また、必要であれば成型品の用途に応じて水溶液に水溶性の色素、防水剤、殺菌剤、防黴剤などの所定量の添加剤を添加しておく。

次に、絞りローラ４２１を通過させて余分な含浸液を除去するとともに、浸透槽４２２を通過させて例えば５分程度の時間だけ空気中にて放置して板紙１の表面に付着している含浸液の内部への含浸を促して板紙１にエンボス加工装置５により表面に所定のエンボス加工を施して成形性の向上を図り、湿度調整装置７により板紙１を乾燥させて所定の湿度に調整し、次いで、成型プレス装置７の予備成形プレス装置７１にて深絞り成型をする。このとき、本実施の形態では予備成形プレス装置７１に用いられるヒータにより加熱した孔あき金型にて成型プレスを行うが、特に本実施の形態では、予備成形プレス装置７１に備えられている蒸気真空吸引による強制脱水装置７１１により、所定のプレス圧と金型により深絞り加工と含浸させた天然糊の硬化を促進させる。そして、さらに本成型プレス機７２によりさらに加圧と加熱を加えて成形作業を終了する。

このようにして、成形した成型品は初めに用いたロール送り装置２に巻回したロール状の原料となる板状紙材１に一体的に形成されており、打ち抜きプレス装置８により所定の形状に打ち抜いて製品とした深絞りの成型品１１（例えば図２に示す）を所定の数量（例えば５０枚）をスライドテーブル９に積層して貯留、取り出す。

また、必要であれば、前記成型プレスの金型にスタンプを刻設して成型時にスタンプを形成したり、打ち抜きプレス装置８の上流に或いは打ち抜きプレス装置８により打ち抜いた後に例えばホットスタンプまたは常温スタンプ（図示せず）により所望形状の刻印を施すこともできる。

一方、打ち抜きプレス装置８により成型品１１を取り出した後の板状紙材１は、末端に配置された巻き取り装置３に巻き取られるのでそのまま回収して例えば熔解処理し再び製紙するが元々成型品１１も含めてパルプのような天然の紙材と水溶性の天然の糊のような熱硬化性の接着剤など環境的に優れたものである。

尚、本実施の形態は、一例であって、この製造装置に限るものでなく、板状紙材１として巻回したロール状のものを用いて連続的に自動生産が可能なものとしたが、例えば原料となる板状紙材として所定形状に予め切断したものを用いて少ない作業スペースでも実施することができることはいうまでもない。

１板紙、４水分調整装置、５エンボス加工装置、６湿度調整装置、７成型プレス装置、７１予備成型プレス機、７２本成型プレス機、７１１強制脱水装置

Claims

原料となる板紙に少なくとも天然糊を含む水溶液を含浸させて軟化し、余水分を除去した後、エンボス加工を施し、次いで、前記板紙を乾燥させて所定の湿度に調整した後、加熱した孔あき金型にて成型プレスを行い、脱型して必要に応じて打ち抜き加工をすることを特徴とする紙成形品の製造方法であって、
前記成型プレスが予備成型プレスと本成型プレスの２段階にて行われるとともに、前記予備成型プレスにおいて強制的な水蒸気除去を行うことを特徴とする紙成形品の製造方法。
前記水溶液に防水、殺菌、防黴、消炎などの機能を有する天然の水溶性機能剤が添加されていることを特徴とする請求項１記載の紙成形品の製造方法。
原料となる板紙に天然糊を含む水溶液を含浸させる含浸槽と、前記含浸槽を通過させた板紙の余水分を除去する水分調整装置と、前記水分調整機により水分を調整した板紙にエンボス加工を施すエンボス加工装置と、前記板紙を乾燥させて所定の湿度に調整する湿度調整装置と、加熱した孔あき金型にて成型プレスを行う成型プレス装置とを有することを特徴とする紙成形品の製造装置であって、
前記成型プレス装置が予備成型プレス機と本成型プレス機とからなるとともに前記予備成型プレス機に強制脱水装置が付設されていることを特徴とする紙成形品の製造装置。