JPH01174693A - 多孔質性成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分舒） この発明は紙等の素地を成形するための多孔質性成彫型
に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 従来、紙等は、水中に六ルブ素材等を均等に浮遊させた
ゲル状原料を用い、これを網状フィルター等の上より流
し、網状フィルターを通して水分を脱水移せ、網状フィ
ルター上面に板状の紙素地を形成させて、これを乾燥し
て製成しており、手作業的に生産され、生産効率が悪く
、特に原料の脱水工程に問題があった。

きらに、ゲル状原料の中に無機質繊維（例えばガラス質
の微細繊維等）をバルブ素材よりも多い比率で混合し、
上記と同じ成形法で成形きせることがあるが、この成形
法で大型（例えば１０００ｍｍ以上）の成形物を形成さ
せる場合、上記網状フィルター上に原料が流し落とされ
る時に瞬時に水分がフィルターに濾過され、折角ゲル状
原料の状態で均等に分散していた粒子がこの濾過過程で
フィルターの網目に付着してしまい、フィルター上で団
子状となり均一な配分製品を得ることができず、パルプ
素材と無機質繊維が均等に配合された製品を得ることは
困難であった。特に表面に凹凸模様のある板紙等の成形
は従来法では不可能であるという問題点があった。又、
陶磁器などを製成するための泥質の素地の成形には、鋳
込み方式があり、その方式によれば、吸水性のよい石膏
型に素地となる泥漿を鋳込んで、石膏の持つ水分吸収性
によって泥漿の水分を減少きせ、石膏型内に素地を成形
させていた。この鋳込み方式に使用される石膏型は、１
日に３〜４回程度の使用で石膏型の吸水性が喪失してし
まい、内部に吸収された水分を除去するために毎日加熱
乾燥を行ない使用している。しかし石膏が軟らかい為に
８０〜１゜０回で型表面が摩耗してしまい、それ以上の
使用は不可能である。

このように、紙、陶磁器などを製成するための脱水工程
においては、現状下では、効率が悪く、有効な脱水のた
めの成形型の出現が望まれている。

こうした現状下で、近年、合成樹脂に諸原料を混合して
高圧下で押し固めて作られたもの、無機質物に金属など
を混合、焼成したものなどの報告もあるが、いづれも、
成形型表面より毛細管現象による原料水分の吸収がスム
ースに行なわれるものはなく、更には水分の型内部での
通水性が悪いという欠点があり、成形型としては不十分
なものが多く実用化には問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記従来の問題点に鑑み案出したものであっ
て、毛細管現象により原料水分の吸収がスムースに行な
い得る成形型を提供せんことを目的とし、その要旨は、
硬化剤が適当量配合された合成樹脂と、この合成樹脂量
よりも多量な無機質微粒体と、吸湿性を有する有機物の
微短化物又は微粉体とを混合し、混練して固化させ成形
することにより、形成された型層内に前記無機質微粒体
と、前記合成樹脂と、前記有機物微粉体とが結合して生
じる連続的な気孔の空間よりなる連通多孔体を形成させ
、この連通多孔体を介して型層内に供給される紙原料等
のゲル状原料中の水分を毛細管的に吸収し得るように構
成したことである。

（作用） 合成樹脂に無機質微粒体と有機物の微短化物又は微粉体
を混合し、混練したことにより、無機質微粒体間に合成
樹脂と有機物が適度に混入され、合成樹脂の硬化剤によ
る常温又は加温下における固化成形段階では、有機物が
複雑な吸湿網状構造を形成し、合成樹脂と無機質微粉体
との結合を強固にすると共に、無機質微粒体相互間に連
通状の気孔を形成させる。そのため、成型された型全体
の強度が大であると共に、型層内には連続した気孔の空
間よりなる連通多孔体が形成され通水性が確保される。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、以下にその第１実施例を説明すると、成形型を成
形するにあたり、適量の硬化剤を配合した液状の合成樹
脂を用意する。

この合成樹脂はポリエステル、ウレタン、エポキシ等反
応硬化性（常温又は加熱により硬化する）のものを使用
する。

次に、微細な粒径を膚する粒状の無機質物を用意する。

この無機質物は微細な粒体として得られるものであれば
何でもよく、種類が限定されるものではない。

例えば珪石、長石、アルミナなどである。又、この無機
質物の粒径は、５ミクロンから１００ミクロンの範囲内
で適当な粒径が選択される。即ち、小粒径のものを用い
れば出来上がる成形型の型層内の気孔は小径となり、大
粒径のものを用いれば型層内の気孔は大径のものとなる
。

一般的に含水量の多いゲル状原料を成形する時には、ゲ
ル状原料中の粒子が成形型の型層内へ侵入する虞れがあ
るので、侵入を防止するため、成形型の型層内の気孔は
１０ミクロン以下の微細な毛細管とする必要があり、そ
のような成形型には粒径５ミクロンから６０ミクロン以
下の無機質物が用いられる。

なお、無機質物は前記合成樹脂の量よりはるかに多量に
用い、合成樹脂量に対する配合比率を適度に選択するこ
とにより、型層内に形成される多孔体の組織を決定する
ことができる。

なお、成形型の型層内に有効な多孔体を形成きせるため
、無機質物は粉末状のものが混合されていてはならず、
精度の良い成形型を得るには無機質物の粒径が均一であ
るものを用いることが望ましい。

次に、吸湿性のある有機質物の機知化されたもの、又は
微粉化されたものを用意する。

有機質物は吸湿性のあるものであればよく種類は限定き
れないが、例えば木粉等の天然のもの、又は人工的化合
物であってもよい。

なお、この有機質物の量は、前記合成樹脂及び無機質物
の量との関係で適当に選択されるが、成形型内に供給さ
れるゲル状原料の含水量の度合によって決定され、ゲル
状原料が紙製造原料のように含水量の多いものである場
合には、比較的多量に用いる。

このように適当量の比率で用意された前記合成樹脂、無
機質物及び有機質物は混合され、混練されて、適当に加
圧し一定形状に形成きれ、常温又は加温下において固化
成形される。

このように成形された成形型は、その型層内で無機質物
の粒子に合成樹脂と有機物の機知化物又は粉末がからみ
合い、互いに強固に接合きれる。

そしてその接合部は微細な連続された気孔となり、毛細
管的に水分を吸収し得る連通多孔体が形成される。

しかして、固化された成形型に、紙製造原料であるゲル
状原料が供給されると、吸湿性のある有機物と微細な気
孔のため、毛細管現象によりゲル状原料中の水分が成形
型に吸収される。そして気孔は型層内を連通しているた
め、吸収された水分はさらに型層内の内部へと侵入する
ことができる。

このように含水量の多いゲル状原料であっても、ゲル状
原料内の水分を早急に多量に吸収することができ、しか
もゲル状原料中の粒子は微細な気孔内に侵入することが
できないため、成形型の表面に粒子が着肉し、紙の素地
が容易に短時間で成形される。

しかも本例の成形型によれば、紙の素地となるゲル状原
料の含水量に合わせて、予め、無機質物の粒子の粒径を
選択し、かつ合成樹脂及び有機質物の配合量を選択して
成形型を製作することにより、成形型内に形成される連
通多孔体の気孔径を容易に調整することができ、用途に
応じて最適な連通多孔体を有する成形型とすることがで
きる。

このように本例成形型は、従来の網状フィルターに比し
強度的に優れ、凹凸模様あある成形物を得るのに上、下
型の表面に凹凸模様を形成しておけば、成形物に凹凸模
様が正確に形成され、更に、本例成形型を陶磁器の泥し
よう成形に使用すると、従来の石膏型に比して強度、耐
摩耗性が極端に向上し、かつ従来の石膏型の持つ吸水性
をも十分に有し、優れた効果を発揮するものである。

次に第２実施例を以下に説明する。

本例においては、第１実施例の成形型の成形過程におい
て、前記混合、混練したものを混練したままの未固化状
態にて、素地と接触する表面層の反対側の外面層より適
度に調整しつつ減圧を行ない、その減圧力によって型層
内に形成される連通多孔体の孔径を外面層より連続的に
拡大させ、前記表面層は微細な毛細管状の気孔とし、外
面層に向かって遂次気孔径が拡大した連通多孔体を形成
させつつ減圧下にて同化形成許せて成形型を成形するも
のである。

本例の成形型によれば、成形型の表面層から外面層に向
かって遂次拡大した気孔が得られるため、゛成形型は単
層であるにもかかわらず、その表面層の微細な毛管状の
気孔により、毛管現象によりゲル状原料中の水分を吸収
することができ、成形型の型層内に吸収した水分を遂次
拡大した気孔中において拡散させ、常に表面層の毛管現
象を活発化させることができ、吸収した水分を容易に外
面層へ導くことができる。

そのため外面層へ導いたゲル状原料中の水分を容易に成
形型外部に排出することができる。

このように本例による成形型によれば、第１実施例によ
る成形型の効果に加えて、ゲル状原料中の水分の吸収力
をきらに増大し得る効果が生じ、さらに好ましい成形型
を提供することができる。

次に第３実施例を以下に説明すると、第３実施例におい
ては、第１実施例及び第２実施例の成形型の成形時に、
成形型の型層内に加圧、減圧が可能な配管を適数個埋設
して成形型を成形したものであり、埋設された配管に外
部の加圧、減圧装置を接続することにより、成形型内を
加圧、減圧することが可能となる。

例えば、成形型の中へ供給されたゲル状原料を加圧しな
がら、成形型の型層内に予め埋設しである配管を通して
型層内を減圧してやると、ゲル状原料の水分は成形型の
表面より型層内に強制的に吸収される。この場合、型層
内の連通多孔体及び吸湿性のある有機物がフィルター的
な役割を果たし、ゲル状原料中の水分のみを通し粒子の
型層内への侵入を阻止する。

このように配管を通して減圧することにより、ゲル状原
料の水分を強制的に吸収することができ、急速に水分吸
収が可能となる。

一方、成形型より紙素地を離型する場合には、配管を通
して成形型の型層内を加圧することにより、成形型の型
層内に吸収した水分を成形型の表面層に浸出させ、この
浸出した水分により表面層に水膜を形成させ、紙素地と
型表面の滑りをよくし紙素地の離型を容易なものとする
ことができる。

即ち、成形型の表面に離型剤などの必要がなく、容易に
素地の離型が達成きれる。

このように本例による配管を埋設した成形型によれば、
水分含量の多いゲル状原料に対しても又、水分含量の少
ないゲル状原料に対しても水分吸収が容易であり、しか
も離型時には加圧することにより、表面層に吸収した水
分を浸出させて成形型の表層面に水膜を形成させ、素地
の離型を容易なものとすることができる。

又、本例による成形型は型層内が一種のフィルターの役
目を果たして水分の吸入、吸出を行なうので、何千回の
連続使用に対しても全く成形型の乾燥を行なう必要がな
い、さらに、成形型内に供給されるゲル状原料に対して
、その水分吸収及び離型を配管を通して外部より機械的
にコントロールして行なうことが可能であり、素地形成
時間を短縮することができると共に、安定した素地形成
作業を行なうことができる。これは成形型の型層内に、
合成樹脂とそれよりも多い量の無機物の微粒体と吸湿性
のある有機物の機知化物又は微粉体とが固化せしめる時
に生じる連通多孔体が形成され、しかもこの連通孔体の
気孔に減圧、加圧力を加えることのできる配管が型層内
に埋設されていることによる相乗効果であると言える。

次に第４実施例を以下に説明すると、第４実施例におい
ては、第１実施例及び第２実施例の成形型の外囲部を補
強枠で覆うか又は加圧、減圧に耐え得るような強度のあ
るシール材等で包囲し、型層内への外方からの空気の流
通を遮断するとともに、成形型内部を外部の適宜加圧、
減圧手段と連係させ、型層内部を外部より加圧、減圧調
整可能な構成としたものである。

本例にあっては、前記第３実施例と同様に成形型の型層
内を外部加圧、減圧手段により加圧、減圧することが可
能であり、第３実施例では複数の配管を用いて型層内を
加圧、減圧していたものを、本例では成形型の外囲部を
包囲して、成形型を加圧、減圧タンク化せしめ、このタ
ンク化した成形型に外部の加圧、減圧手段を連係跡せて
成形型内部の加圧、減圧効果をより向上させようとする
ものである。ゲル状原料に対する加圧、減圧の効果は第
３実施例とほぼ同様である。

具体的に製造工程を例示すると、パルプ及び無機質繊維
さらに結合剤を混合したゲル状原料を、得んとする紙製
品の厚みの少なくとも１０倍以上の深さのある成形型内
に入れる。この時はバルブ素材と無機質繊維はゲル状原
料中で水分中に浮遊している状態となっており、その状
態で成形型より空圧をかけ、成形型内側面より空気をゲ
ル状原料中へ噴出させるとゲル状原料が強制的に攪拌さ
れ、ゲル状原料中の粒子の分散の均一化がより良好とな
る。

相当時間空気を噴出させた後に成形型を減圧状態にする
と、瞬時に水分のみが強制的に成形型内へ吸引され型外
へ放出される。この時、成形型の上方より成形型内にプ
レス式上型を押圧状に挿入すると、上型によりゲル状原
料を加圧して、より良好に脱水を完了させることができ
、同時に上型も減圧すれば上面側からも水分を吸引させ
脱水させることができる。又、上型を製品の厚み分まで
下降させ製品を押圧することにより、製品素地内の残留
エアーをも良好に除去することができる。

その後に成形型の減圧を常圧に戻し、上型は減圧のまま
プレスを上昇きせることにより、製品素地は上型に吸引
されたまま上方へ持ち上げられる。

その後に上型に空圧をかけ内部に吸引した水分を表面側
に噴出させることにより、製品素地を上型より離型する
ことができる。

このように、本例の多孔性成形型を使用することにより
、成形型自体がゲル状原料のタンクとして機能し、さら
にはゲル状原料の粒子分布の均一化を成形型の内部で空
圧調整により行なうことができ、減圧に切り変えて瞬時
に水分を脱水することができ、従来の網状フィルターを
利用した成形法のように表面に網目模様が形成されるこ
ともなく、良好な製品素地を精度よくかつ効率的に生成
することができる。又、成形型表面又は上型表面の形状
を模様状等に形成しておけば、製品素地の表裏面に凹凸
面及び種々の模様を容易に形成することができる。きら
には、この成形型をプレス機械、その他のコンプレッサ
ー装置等に連繋させて自動化することにより、高能率で
紙製品素地の成形が可能となる。

尚、本例と第３実施例の構成を組み合わせることにより
、成形型内の加圧、減圧効果がさらに向上し、ゲル状原
料に対する吸水効果及び離型効果がより向上し得るもの
であることは言うま、でもない。

尚、上記実施例においては、紙製品を製造するための成
形型を例示したが、このような成形型を使用して、成形
型内に泥、泥漿等を鋳込み、成形型内で陶磁器素地を効
率良く造形することができる。

（効果） 本発明による成形型によれば、合成樹脂と無機質物粒体
と有機物の機知化物又は微粉体を混合して成形したこと
により、成形型の型層内に有機物による吸湿網状構造を
形成させ、かつ型層内に連通した気孔を形成することが
でき、この気孔による型層内の連通多孔体により、成形
型内に供給されるゲル状原料等の水分を吸収することが
できる。即ち、従来の網状フィルターの水分を濾過する
優れた特性を保持した状態にて紙質等の繊維分布が安定
した成形物が得られ、更には従来の石膏型の有した優れ
た特性を保持した状態にて、陶磁器などの泥しようの原
料による成形物のための強固な耐摩耗性に優れた成形型
とすることができる。しかも、この成形型は配合される
合成樹脂。

無機質物粒体及び有機物の配合比率及びそれらの種類９
粒径等を適当に選択して配合することにより、鋳込まれ
るゲル状原料等の性質に適合した成形型とすることがで
きる効果がある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬化剤が適当量配合された合成樹脂と、この合成
   樹脂量よりも多量な無機質微粒体と、吸湿性を有する有
   機物の微短化物又は微粉体とを混合し、混練して固化さ
   せ成形することにより、形成された型層内に前記無機質
   微粒体と、前記合成樹脂と、前記有機物微粉体とが結合
   して生じる連続的な気孔の空間よりなる連通多孔体を形
   成させ、この連通多孔体を介して型層内に供給される紙
   原料等のゲル状原料中の水分を毛細管的に吸収し得るよ
   うに構成したことを特徴とする多孔質性成形型。
2. （２）前記成形型の成形過程において、前記混合、混練
   したものを混練したままの未固化状態にて、原料と接触
   する表面層の反対側の外面層より適度に調整しつつ減圧
   を行ない、その減圧力によって型層内に形成される連通
   多孔体の孔径を外面層より連続的に拡大させ、前記表面
   層は微細な毛細管状の気孔とし、外面層に向かって遂次
   気孔径が拡大した連通多孔体を形成させつつ減圧下にて
   固化形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の多孔質性成形型。
3. （３）前記成形型の型層内に、型層内を加圧、減圧可能
   な配管を適数個埋設して形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の多孔質性成形型。
4. （４）前記成形型の外囲部を補強枠で覆うか又は加圧、
   減圧に耐え得るような強度のあるシール材等で包囲し、
   型層内への外方からの空気の流通を遮断するとともに、
   成形型内部を外部の適宜加圧、減圧手段と連係させ、型
   層内部を外部より加圧、減圧調整可能な構成としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の多
   孔質性成形型。