(57)【要約】【課題】繊維状原料を含んだ溶液の速やかな水分除去と型からの離型、繊維状原料の乾燥による収縮や変形を抑え、設計通りの三次元形状を保持した成形物の量産製造を提供する。【解決手段】３次元形状を有したメッシュ半体部を有する漉き型を用いて繊維状原料が入った溶液を漉き型の凹側に滞留させる漉き工程と、吸引治具を用いて漉き型を覆う密閉空間を形成して繊維状原料を吸引し繊維状原料から水分を除去する水分除去工程、吸引治具を用いて成形型を覆う密閉空間を形成して漉き型から繊維状原料を離型し成形型へ転写する転写工程、凸型プレス型と凹型プレス型で構成されるプレス型を用いて繊維状原料を押圧して成形する成形押圧工程を有する繊維状原料成形法により成形物を成形する。【選択図】図２０
2020094314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する繊維状原料成形方法であって、
メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部を有する漉き型を用いて、前記繊維状原料が入った繊維状原料含有溶液から前記繊維状原料を、前記メッシュ状３次元形状部の凹面側に滞留させる漉き工程と、
前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部を有する成形型であって、多数の透孔を有する前記成形型を、滞留させた前記繊維状原料が前記漉き型の前記メッシュ状３次元形状部と前記成形型の前記３次元形状部との間に位置するように、前記漉き型の前記メッシュ状３次元形状部の前記凹面側から前記成形型の前記３次元形状部を嵌合挿入し、前記漉き型と前記成形型により前記繊維状原料を押圧する補助押圧工程と、
前記成形型の平面側から、吸引治具を用いて、前記成形型の前記平面側を覆う密閉空間を形成し、前記漉き型の凸面側から前記成形型の前記平面側に向けて、前記繊維状原料及び前記密閉空間を吸引し、前記漉き型から前記繊維状原料を離型し前記成形型へ転写する転写工程、
を有する繊維状原料成形法。
【請求項２】
前記補助押圧工程ののち、前記漉き型の前記凸面側から前記吸引治具を用いて、前記漉き型の前記凸面側を覆う密閉空間を形成し、前記成形型の前記平面側から前記漉き型の前記凸面側に向けて前記繊維状原料及び前記密閉空間を吸引し、前記繊維状原料から水分を除去する水分除去工程を有する、
請求項１に記載の繊維状原料成形法。
【請求項３】
前記転写工程ののちに前記成形型から前記繊維状原料を離型し、前記３次元形状の外形に沿うように成形した凸面部を有する凸型プレス型と、前記凸型プレス型の前記凸面部に嵌合する凹面部を有する凹型プレス型とで構成されるプレス型を用いて、前記凹型プレス型の凹面部の上に、前記成形型から離型した前記繊維状原料を嵌合挿入し、
勘合挿入した前記繊維状原料の上に前記凸型プレス型の前記凸面部を嵌合挿入し、
前記繊維状原料を押圧して成形する成形押圧工程を有する、
請求項１又は請求項２に記載の繊維状原料成形法。
【請求項４】
繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する成形型であって、
前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部と、
前記３次元形状部の周囲に位置する平面部と、
を有し、
前記３次元形状部は、
前記３次元形状の外形の表層を縮小し、前記３次元形状の半体からなる形状を有し、
前記平面部は、
多数の透孔を有すること、
を特徴とする成形型。
【請求項５】
繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する漉き型であって、
メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部と、
前記メッシュ状３次元形状部の周囲に位置する平面部と、
を有し、
前記メッシュ状３次元形状部は、
前記３次元形状の半体からなる形状を有すること、
を特徴とする漉き型。
【請求項６】
繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する成形型であって、前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部と、前記３次元形状部の周囲に位置し、多数の透孔を有する平面部と、を有する前記成形型に対して、前記３次元形状部の凸面側とは反対の平面部側から前記平面部を覆い密閉空間を形成する吸引治具であって、
前記密閉空間を吸引する吸引機のノズルを嵌合挿入できる吸引機ノズル透穴、
を有する吸引治具。
【請求項７】
繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する漉き型であって、メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部と、前記メッシュ状３次元形状部の周囲に位置する平面部と、を有する前記漉き型に対して、前記メッシュ状３次元形状部の凸面側から前記メッシュ状３次元形状部を覆い密閉空間を形成する吸引治具であって、
前記密閉空間を吸引する吸引機のノズルを嵌合挿入できる吸引機ノズル透穴、
を有する吸引治具。
【請求項８】
所定の３次元形状を有する凹部、及び、前記凹部の周囲に位置する平面部を有する凹型プレス型と、
所定の３次元形状を有する凸部であって、前記凹部に嵌合する凸部を有する凸型プレス型と、
を有するプレス型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、繊維状原料含有溶液を漉き型で漉き、繊維状原料含有溶液の水分吸引工程と、３次元形状を成形に好適な成形型への繊維状原料の転写工程、３次元形状を保持し乾燥に好適な成形押圧工程を有し、繊維状原料を用いて３次元形状を有した成形物の量産製造に好適な繊維状原料成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】楮や和紙原料を用いて３次元形状を成形する従来の技術には、外網割抄紙法や抄造用型枠を用いた立体紙器の製造方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２２８００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】先行の技術によれば、繊維状原料含有溶液を３次元形状を有した成形型により一体成形が可能となるが、金属製のプレス成形による抄造用型枠の製造コストは高く、成形物の量産においても十分な耐圧性能のある製造設備を整える必要がある。
【発明が解決するための手段】
【０００５】本発明は、繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する繊維状原料成形方法であって、メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部を有する漉き型を用いて、前記繊維状原料が入った繊維状原料含有溶液から前記繊維状原料を、前記メッシュ状３次元形状部の凹面側に滞留させる漉き工程と、前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部を有する成形型であって、多数の透孔を有する前記成形型を、滞留させた前記繊維状原料が前記漉き型の前記メッシュ状３次元形状部と前記成形型の前記３次元形状部との間に位置するように、前記漉き型の前記メッシュ状３次元形状部の前記凹面側から前記成形型の前記３次元形状部を嵌合挿入し、前記漉き型と前記成形型により前記繊維状原料を押圧する補助押圧工程と、前記成形型の平面側から、吸引治具を用いて、前記成形型の前記平面側を覆う密閉空間を形成し、前記漉き型の凸面側から前記成形型の前記平面側に向けて、前記繊維状原料及び前記密閉空間を吸引し、前記漉き型から前記繊維状原料を離型し前記成形型へ転写する転写工程を有する繊維状原料成形法である。
【０００６】本発明は、前記補助押圧工程ののち、前記漉き型の前記凸面側から前記吸引治具を用いて、前記漉き型の前記凸面側を覆う密閉空間を形成し、前記成形型の前記平面側から前記漉き型の前記凸面側に向けて前記繊維状原料及び前記密閉空間を吸引し、前記繊維状原料から水分を除去する水分除去工程を有する繊維状原料成形法である。
【０００７】本発明は、前記転写工程ののちに前記成形型から前記繊維状原料を離型し、前記３次元形状の外形に沿うように成形した凸面部を有する凸型プレス型と、前記凸型プレス型の前記凸面部に嵌合する凹面部を有する凹型プレス型とで構成されるプレス型を用いて、前記凹型プレス型の凹面部の上に、前記成形型から離型した前記繊維状原料を嵌合挿入し、勘合挿入した前記繊維状原料の上に前記凸型プレス型の前記凸面部を嵌合挿入し、前記繊維状原料を押圧して成形する成形押圧工程を有する繊維状原料成形法である。
【０００８】本発明は、繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する成形型であって、前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部と、前記３次元形状部の周囲に位置する平面部とを有し、前記３次元形状部は、前記３次元形状の外形の表層を縮小し、前記３次元形状の半体からなる形状を有し、前記平面部は多数の透孔を有することを特徴とする成形型である。
【０００９】本発明は、繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する漉き型であって、メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部と、前記メッシュ状３次元形状部の周囲に位置する平面部とを有し、前記メッシュ状３次元形状部は、前記３次元形状の半体からなる形状を有することを特徴とする漉き型である。
【００１０】本発明は、繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する成形型であって、前記３次元形状の外形と略同形状に成形した３次元形状部と、前記３次元形状部の周囲に位置し、多数の透孔を有する平面部と、を有する前記成形型に対して、前記３次元形状部の凸面側とは反対の平面部側から前記平面部を覆い密閉空間を形成する吸引治具であって、前記密閉空間を吸引する吸引機のノズルを嵌合挿入できる吸引機ノズル透穴を有する吸引治具である。
【００１１】本発明は、繊維状原料を、所定の３次元形状に成形する漉き型であって、メッシュ材を、前記３次元形状の外形に沿うように成形したメッシュ状３次元形状部と、前記メッシュ状３次元形状部の周囲に位置する平面部と、を有する前記漉き型に対して、前記メッシュ状３次元形状部の凸面側から前記メッシュ状３次元形状部を覆い密閉空間を形成する吸引治具であって、前記密閉空間を吸引する吸引機のノズルを嵌合挿入できる吸引機ノズル透穴を有する吸引治具である。
【００１２】本発明は、所定の３次元形状を有する凹部、及び、前記凹部の周囲に位置する平面部を有する凹型プレス型と、所定の３次元形状を有する凸部であって、前記凹部に嵌合する凸部を有する凸型プレス型とを有するプレス型である。
【発明の効果】
【００１３】本発明は、繊維状原料含有溶液を所定の３次元形状を有した半体部に成形するうえで、メッシュ材を有した漉き型と多数の透孔を有する成形型と吸引治具を使用することにより、繊維状原料の水分の除去、漉き型から成形型への繊維状原料の転写を行い、繊維状原料の乾燥における収縮変形を抑えることができる。従って先行技術分野で用いられる抄造用型枠を必要とせず、また十分な耐圧性能のある製造設備を必要としないため、製造コストを抑えることができ、課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】  本発明に係る招き猫の前面側の３次元形状を有した原型半体部の斜視図である。
【図２】  本発明に係る漉き型の正面図である。
【図３】  本発明に係る漉き型の平面図である。
【図４】  本発明に係る漉き型の左側面図である。
【図５】  本発明に係る成形型の正面図である。
【図６】  本発明に係る成形型の底面図である。
【図７】  本発明に係る成形型の左側面図である。
【図８】  本発明に係る追加漉き枠の正面図である。
【図９】  本発明に係る吸引治具の正面図である。
【図１０】  本発明に係る吸引治具の底面図である。
【図１１】  本発明に係る吸引治具の左側面図である。
【図１２】  本発明に係る凹面プレス型の斜視図である。
【図１３】  本発明に係る凸面プレス型の斜視図である。
【図１４】  漉き型に追加漉き枠を連結させた漉き型と追加漉き枠の断面図である。
【図１５】  漉き工程の断面図である。
【図１６】  漉き工程後の漉き枠と繊維状原料の断面図である。
【図１７】  補助押圧工程の断面図である。
【図１８】  水分除去工程の断面図である。
【図１９】  転写工程の断面図である。
【図２０】  漉き型を成形型から取り外す工程の断面図である。
【図２１】  繊維状原料を成形型から離型する工程の断面図である。
【図２２】  成形押圧工程の断面図である。
【図２３】  本発明に係る成形物の正面図である。
【図２４】  本発明に係る成形物の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  本発明の繊維状原料成形法において、所定の３次元形状を有する型枠を用いて繊維状原料含有溶液を漉いて所定の３次元形状を有する半立体を成形することを特徴とする立体抄造の実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００１６】    １．構成
本発明に係る実施例１により製造する招き猫型の前面の成形物に応じた漉き型５の構成について、図１から図４を用いて説明する。図１は原型半体部１の斜視図である。図２は漉き型５の正面図である。図３は漉き型５の平面図である。図４は漉き型５の左側面図である。図１に示すように招き猫の前面側の３次元形状を有した原型半体部１を３Ｄプリンタで出力する。図２から図４に示すように原型半体部１の凸部に平面状のステンレス製のメッシュ材を押圧して、３次元形状の外形に沿うように成形されたメッシュ状の漉き型半体部４とメッシュ状の漉き型半体部４の周囲に位置するメッシュ状の平面部２を有する漉き型用メッシュ材を成形する。漉き枠３は、レーザーカッターを用いて厚み５ｍｍのアクリル樹脂製の板材を枠状にカットする。漉き型５は、漉き型用メッシュ材が、二つの漉き枠３の中間に位置するよう接着固定して構成する。【００１７】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた成形型１０の構成について、図５から図７を用いて説明する。図５は成形型１０の正面図である。図６は成形型１０の底面図である。図７は成形型１０の左側面図である。図５から図７に示すように成形型半体部９は、原型半体部１の表層を２ｍｍ縮小した形状として３Ｄプリンタで出力する。平面体８は、レーザーカッターを用いて厚み５ｍｍのアクリル樹脂製の板材をカットする。透孔７を平面体８に直径１．５ｍｍで上下左右１．５ｍｍの間隔で設け、成形型半体部９に取り付ける板材を形成する。成形型１０は、成形型半体部９と平面体８を接着固定させて構成する。【００１８】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた追加漉き枠６の構成について、図８を用いて説明する。図８は追加漉き枠６の正面図である。追加漉き枠６は、漉き枠３と同様にレーザーカッターを用いて厚み５ｍｍのアクリル樹脂製の板材を枠状にカットする。【００１９】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた吸引治具１４の構成について、図９から図１１を用いて説明する。図９は吸引治具１４の正面図である。図１０は吸引治具１４の底面図である。図１１は吸引治具１４の左側面図である。吸引治具１４は、レーザーカッターを用いて厚み５ｍｍのアクリル樹脂製の板材をカットして、カットした板材を組み合わせて形成する。底面部には吸引機ノズル透孔１５を設け、勘合部には開口した形状の枠材を設ける。漉き型５の凸面と凹面の両枠に勘合する嵌合部、側面部、吸引機ノズル１３を嵌合挿入する吸引機ノズル透孔１５を設けた底面部を接着固定させて構成する。【００２０】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じたプレス型の構成について、図１２から図１３を用いて説明する。図１２は凹型プレス型１７の斜視図である。図１３は凸型プレス型１８の斜視図である。プレス型は、凹型プレス型１７と凸型プレス型１８で構成される。凹型プレス型１７は、原型半体部１（図１参照）の凸部を反転させた凹みである凹型プレス型凹み部１７ａと凹型プレス型凹み部１７ａの周囲に位置する凹型プレス型平面部１７ｂを有している形状を３Ｄプリンタで出力する。凸型プレス型１８は、原型半体部１の凸部の表層を２ｍｍ縮小した凸型プレス型半体部１８ａと角柱形状の持ち手１８���を有した形状を３Ｄプリンタで出力する。【００２１】    ２．成形物の製造工程
本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた漉き工程について、図１４から図１６を用いて説明する。図１４において、漉き型５の凹面側の漉き枠３に追加漉き枠６を２枚重ねて連結させる。図１５において、繊維状原料含有溶液１１を漉き型５の凹面側のメッシュ状の漉き型半体部４とメッシュ状の漉き型半体部４の周囲に位置するメッシュ状の平面部２に５ｍｍほど滞留させるまで漉く。図１６において、漉き型５から繊維状原料含有溶液１１の水分が流出し、メッシュ状の漉き型半体部４及びメッシュ状の平面部２に繊維状原料１２が残る。その後、漉き型５から追加漉き枠６を取り外す。【００２２】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた補助押圧工程について、図１７を用いて説明する。図１７において、漉き工程を経て、成形型１０の凸面側を漉き型５の凹面側に滞留する繊維状原料１２の上部に位置するよう嵌合させて挿入し、繊維状原料１２を押圧する。【００２３】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた水分除去工程について、図１８を用いて説明する。図１８において、補助押圧工程を経て、成形型１０と漉き型５の間の繊維状原材料１２が押圧された状態で、漉き型５の凸部側が下面に位置するよう漉き型５の凸部側を吸引治具１４の嵌合部側に嵌合挿入する。吸引治具１４の吸引機ノズル透孔１５に吸引機ノズル１３を嵌合挿入し、漉き型５の凸部側を覆う密閉空間を形成する。漉き型５の凸部側を覆う密閉空間と繊維状原料１２を成形型１０の平面体８に設けられた透孔７と漉き型５のメッシュ状の平面部２及びメッシュ状の漉き型半体部４を通じて、吸引機ノズル１３から３．０ｍ３／ｍｉｎ相当の風量で１５秒間かけて吸引することにより、繊維状原料１２から水分を除去することができる。【００２４】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた転写工程について、図１９から図２０を用いて説明する。図１９において、水分除去工程を経て、成形型１０と漉き型５の間の繊維状原材料１２が押圧された状態で、成形型１０の平面体側が下面に位置するよう成形型１０の平面体側を吸引治具１４の嵌合部側に嵌合挿入する。吸引治具１４の吸引機ノズル透孔１５に吸引機ノズル１３を嵌合挿入し、成形型１０の平面体側を覆う密閉空間を形成する。成形型１０の平面体側を覆う密閉空間と繊維状原料１２を漉き型５のメッシュ状の平面部２及びメッシュ状の漉き型半体部４と成形型１０の平面体８に設けられた透孔７を通じて、吸引機ノズル１３から３．０ｍ３／ｍｉｎ相当の風量で５秒間以上吸引する。図２０において、吸引を継続させたまま漉き型５から繊維状原料１２を離型するとともに漉き型５を取り外すことで繊維状原料１２を成形型１０に転写させることができる。【００２５】  図２１において、繊維状原料１２を成形型１０から離型する。【００２６】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物に応じた成形押圧工程について、図２２を用いて説明する。図２２において、成形型１０から取り外した繊維状原料１２の凸面を凹型プレス型１７の凹型プレス型凹み部１７ａに嵌合挿入する。凸型プレス型１８の凸型プレス型半体部１８ａが繊維状原料１２の凹面の上面に位置するよう嵌合挿入する。凸型プレス型持ち手部１８ｂをゴム��で３〜４回打ちつけることで繊維状原料１２を押圧して、成形物１９を成形する。【００２７】  本発明に係る実施例１の招き猫型の成形物１９について、図２３から図２４を用いて示す。図２３は成形物１９の平面図である。図２４は成形物１９の斜視図である。【００２８】  本発明は、繊維状原料含有溶液を所定の３次元形状を有した半体部に成形するうえで、簡便な方法で成形物の半体部を量産製造することができる。メッシュ材を有した漉き型と多数の透孔を有する成形型と吸引治具を使用することにより、繊維状原料の水分の除去、漉き型から成形型への繊維状原料の転写を行い、繊維状原料の乾燥における収縮変形を抑えることができる。３Ｄプリンタやレーザーカッターを用いることで、量産製造のための抄造用型枠が容易に製造できるとともに製造設備のコストを抑えることができ、課題を解決することができる。【００２９】  招き猫型の前面の成形物と同様に招き猫型の背面を成形する。招き猫型の前面の成形物及び背面の成形物の平面部を切り取り、前面の成形物及び背面の成形物を張り合わせて招き猫を形成する。【００３０】  本発明は招き猫型のみならず、様々な造形物に応用することができる。
【符号の説明】
【００３１】１  原型半体部
２  メッシュ状の平面部
３  漉き枠
４  メッシュ状の漉き型半体部
５  漉き型
６  追加漉き枠
７  透孔
８  平面体
９  成形型半体部
１０  成形型
１１  繊維状原料含有溶液
１２  繊維状原料
１３  吸引機ノズル
１４  吸引治具
１５  吸引機ノズル透孔
１７  凹型プレス型
１７ａ  凹型プレス型凹み部
１７ｂ  凹型プレス型平面部
１８  凸型プレス型
１８ａ  凸型プレス型半体部
１８ｂ  凸型プレス型持ち手部
１９  成形物
【図１】
2020094314.tif 000003
【図２】
2020094314.tif 000004
【図３】
2020094314.tif 000005
【図４】
2020094314.tif 000006
【図５】
2020094314.tif 000007
【図６】
2020094314.tif 000008
【図７】
2020094314.tif 000009
【図８】
2020094314.tif 000010
【図９】
2020094314.tif 000011
【図１０】
2020094314.tif 000012
【図１１】
2020094314.tif 000013
【図１２】
2020094314.tif 000014
【図１３】
2020094314.tif 000015
【図１４】
2020094314.tif 000016
【図１５】
2020094314.tif 000017
【図１６】
2020094314.tif 000018
【図１７】
2020094314.tif 000019
【図１８】
2020094314.tif 000020
【図１９】
2020094314.tif 000021
【図２０】
2020094314.tif 000022
【図２１】
2020094314.tif 000023
【図２２】
2020094314.tif 000024
【図２３】
2020094314.tif 000025
【図２４】
2020094314.tif 000026