(57)【要約】本発明は包装用容器や包装用緩衝材等として用いられる抄造成形品を製造する方法及びその製造装置である。複数の上型（４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）、（４ｄ）を、回転可能な支持体（３）に支持して円周方向に移動可能に設け、円周方向に沿って上型（４ａ）〜（４ｄ）の下方位置に抄紙型（２）及び複数の下型（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）を設ける。抄紙型（２）上の含水抄造物を抄紙型（２）と上型（４ａ）とで脱水乾燥し、上型（４ａ）に吸引保持させて円周方向に移送し、上型（４ａ）と下型（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）との間で順次、含水抄造成形品（１２）を加圧加熱する。
2003035980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙型をパルプ原料液に浸漬し、パルプ成分を抄き取って抄紙型上に含水抄造物を形成する工程と、抄紙型と上型との間に含水抄造物を挟んで脱水乾燥を行い含水抄造成形品を得る工程と、含水抄造成形品を円周方向に移送する工程と、含水抄造成形品を円周方向に移送した地点で該含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥を行う工程と、前記加熱乾燥により得られた抄造成形品を型より取り出す工程とからなることを特徴とする抄造成形品の製造方法。
【請求項２】
抄紙型と上型との間に含水抄造物を挟んで脱水乾燥を行うに当たり、抄紙型と上型とを真空吸引手段により減圧して含水抄造物の水分を吸引し脱水乾燥する請求の範囲第１項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項３】
脱水乾燥を行うに当たり、上型を加熱して加熱乾燥を行う請求の範囲第２項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項４】
円周方向に移動可能に設けた上型に含水抄造成形品を吸引保持して該成形品を円周方向に移送する請求の範囲第１項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項５】
上型が円周方向に移動する行程内に抄紙成形ゾーン及び複数の乾燥成形ゾーンを設け、含水抄造成形品を各乾燥成形ゾーンに順次移送して各乾燥成形ゾーンにおいて、含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥を行う請求の範囲第４項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項６】
含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥を行うに当たり、上型と下型とを真空吸引手段により減圧して含水抄造成形品の水分を吸引し脱水乾燥する請求の範囲第１項又は第５項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項７】
最後の乾燥成形ゾーンにおいて製造された抄造成形品を上型より取り出した後、該上型を抄紙成形ゾーンに移動する請求の範囲第５項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項８】
回転可能に設けられた支持体に支持されて円周方向に移動可能に設けられた複数の上型と、上型が円周方向に移動する行程内に設けられた抄紙成形ゾーン及び複数の乾燥成形ゾーンと、抄紙成形ゾーンに設けられた抄紙槽及び該抄紙槽内に設置された抄紙型と、それぞれの乾燥成形ゾーンに設けられた下型と、パルプ成分を抄き取って抄紙型上に形成された含水抄造物を抄紙型と上型とで挟んで脱水乾燥する機構と、上記脱水乾燥により得られた含水抄造成形品を上型に保持して乾燥成形ゾーンに順次移送する機構と、乾燥成形ゾーンにおいて含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥する機構とからなることを特徴とする抄造成形品の製造装置。
【請求項９】
上型に水を排出できる複数の通路を設け、それらの通路を真空通路及び圧空通路に連通させた請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【請求項１０】
抄紙型は上下方向移動可能に設けられ、抄紙型を上昇させて上型との間で含水抄造物を挟むように構成した請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【請求項１１】
抄紙型に水を排出できる複数の通路を設け、それらの通路を真空通路に連通させた請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【請求項１２】
下型は上下方向移動可能に設けられ、下型を上昇させて上型との間で含水抄造成形品を挟むように構成した請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【請求項１３】
下型に水を排出できる複数の通路を設け、それらの通路を真空通路及び圧空通路に連通させた請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【請求項１４】
抄造成形品が製造される乾燥成形ゾーンの近傍に成形品受取り装置を設けた請求の範囲第８項記載の抄造成形品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、パルプ原料から作られ、包装用容器や包装用緩衝材等として用いられる抄造成形品を製造する方法及びその製造装置に関する。
背景技術
近年、小型電気製品、精密機械類の包装用容器、或いは卵等の食品の包装用容器として、パルプ原料液を用いて所定形状に抄造した抄造成形品が使用され、この抄造成形品は環境保護に適するものとしてその利用が普及している。
上記抄造成形品の一般的な製造方法として、パルプ等の原料を水中に分散させて、該分散液中のパルプ成分を所定形状の抄造用ネットを用いて抄き取り、パルプ成分中の水分を真空吸引して脱水した後、所定形状に賦形された含水抄造成形品を熱風乾燥炉に通して加熱乾燥し、最終製品とする方法が広く行なわれてきた。
しかしながら、この方法は水分を含んだ抄造成形品を熱風乾燥炉の中で加熱乾燥するので、得られる最終製品の肉厚が不均一になり、且つ加熱乾燥時に成形品に歪みが発生し、形状や寸法における変動が生じるという欠点があった。また、抄造成形時に抄造用ネットと接している側の成形品表面に網目の模様が形成され、他方の表面には不規則な凹凸が形成されるという不具合があり、この点は後工程におけるプレス処理である程度平坦化できるが、充分なものではなく、平滑な表面は得られなかった。
更に、熱風乾燥炉は入口から出口までの長さが非常に長い大型装置であるため、装置の設置面積が大きくなり、製造コストも上昇するという欠点があった。
特開平６−４９８００号には、パルプ原料液により下型上に抄造成形された含水抄造成形品を上型との間で押圧して脱水し、次いでこの含水抄造成形品を上型に保持して下型を下降させ、別の位置で待機しているプレス下型を移動して前記含水抄造成形品を保持してなる上型の下方に該プレス下型を位置させ、上型とプレス下型との間に含水抄造成形品を挟んで高周波乾燥を行い、プレス下型に含水抄造成形品を保持した状態で該プレス下型を移動し、プレス上型の下方に位置させ、ここでプレス上型とプレス下型との間に含水抄造成形品を挟んで加加熱プレスを行い、最終成形品である抄造成形品を得ることが開示されている。
特開平６−６５９００号は上記特開平６−４９８００号と同様な抄造成形品の製造方法を開示すると共に、抄造成形機を複数基設け、各抄造成形機における成形品の製造周期の位相をずらし、ずらされた製造周期の位相に応じて各抄造成形機へ高周波を印加する製造方法を開示している。
特開平６−１５８５９９号もまた同様に、含水抄造成形品を乾燥成形するに当たり、プレス上型とプレス下型との間に含水抄造成形品を挟んで加加熱プレスすることを開示している。
これら特開平６−４９８００号、特開平６−６５９００号及び特開平６−１５８５９９号によれば、プレス上型とプレス下型との間に含水抄造成形品を挟んで押圧し加熱乾燥するので、肉厚が均一で寸法精度に優れ且つ表面平滑で外観良好な抄造成形品を製造できる。また、熱風乾燥炉のような大型装置を設置する必要がなく、製造コストの低減を図れる。
特開平６−４９８００号、特開平６−６５９００号に開示されている製造方法は、相互に直線的に結ばれた高周波乾燥工程と加加熱プレス工程とからなり、それに用いる装置としては図１１に示すように、移送台６１に固定されたプレス下型６６をシリンダー６８に連結してレール６４上を水平方向に往復運動可能に設け、抄紙槽６３上方に配置された第１の上型６５とこの上型６５とは横方向に離れて配置された第２の上型（加加熱プレス上型）６７のそれぞれ下方位置にプレス下型６６を配置できるように構成してある。第１の上型６５と抄紙型６２との間で含水抄造成形品の脱水が行われた後、第１の上型６５とプレス下型６６との間で高周波乾燥を行い、次いでプレス下型６６と第２の上型６７との間で加加熱プレスが行われるが、その工程に沿って、プレス下型６６は第１の上型６５及び第２の上型６７の下方位置にそれぞれ移動し、水平方向に往復運動する。従って、プレス下型６６が移動している間、上型６５又は上型６７は待機状態にあり、時間のロスが生まれる。そのため上記製法においては生産能率の向上が困難であった。
特開２０００−３４７００には、抄き型表面に形成した含水抄造成形品を旋回アームに支持された取り型に受け渡し、旋回アームの回転によって取り型を、下部回転テーブルに支持された下型の上方に位置させ、含水抄造成形品を取り型より上記下型に移載させ、旋回アームの回転によって取り型を下型より離した後、上部回転テーブルに支持された上型が下降し、含水抄造成形品を上型と下型との間に挟み、この含水抄造成形品を挟持した状態で上下型が回転テーブルによって回転方向に移動し、この間に上下型による含水抄造成形品の加熱乾燥を行うことが開示されている。
特開２０００−３４７００は、上下型による加熱乾燥を円周方向に移動しながら行うものであるが、抄き型上に形成された含水抄造成形品を該抄き型より取り型に移載し、次いで含水抄造成形品を取り型より下型に移載し、更に下型上の含水抄造成形品に上型を当てて、上型と下型との間に含水抄造成形品を挟んで加熱乾燥を行うという複雑な工程を必要とし、そのため一つの工程から次の工程に移るときの待機時間も多く、生産能率に劣るという欠点がある。また、含水抄造成形品を抄き型より取り型に移載し、且つ取り型より下型に移載するための移動装置を必要とし、装置が複雑且つ大型化する。
本発明は上記した従来の問題点を解決するためなされたもので、複雑な形状であっても肉厚が均一で歪みの発生がなく、寸法精度に優れた抄造成形品を製造できる抄造成形品の製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、表面平滑で外観良好な抄造成形品を製造できる抄造成形品の製造方法を提供することを目的とする。
更に本発明は、抄造成形品を効率よく製造でき、生産能率を向上できる抄造成形品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の今一つの目的は、構造が簡単で且つ小型化を実現できる抄造成形品の製造装置を提供することにある。
発明の開示
本発明は抄造成形品を製造するに当たり、抄紙型をパルプ原料液に浸漬し、パルプ成分を抄き取って抄紙型上に含水抄造物を形成し、抄紙型と上型との間に含水抄造物を挟んで脱水乾燥を行い含水抄造成形品を製造し、得られた含水抄造成形品を円周方向に移送する。本発明の好ましい実施形態においては、上型に含水抄造成形品を吸引保持させ且つ該上型を円周方向に移動させることによって含水抄造成形品を円周方向に移送する。
含水抄造成形品を円周方向に移送した地点で含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥を行なう。本発明の好ましい実施形態においては、含水抄造成形品を吸引保持してなる上型が下型の上方位置に達した段階で下型が上昇して上型との間で含水抄造成形品を加圧加熱するように構成する。
抄造成形品の加熱乾燥は複数回行なうことが好ましい。このためには上型が移動する円周方向に沿って複数の下型を設置し、上型によって含水抄造成形品を移送しながら順次、上型と下型の間に含水抄造成形品を挟んで加熱乾燥を行なう。
前記加熱乾燥により抄造成形品が得られ、この抄造成形品を型より取り出し、これにより最終成形品が得られる。
本発明の抄造成形品製造装置は、回転可能に設けられた支持体に支持されて円周方向に移動可能に設けられた複数の上型と、上型が円周方向に移動する行程内に設けられた抄紙成形ゾーン及び複数の乾燥成形ゾーンと、抄紙成形ゾーンに設けられた抄紙槽及び該抄紙槽内に設置された抄紙型と、それぞれの乾燥成形ゾーンに設けられた下型とからなる。
また本発明装置は、抄紙型上に形成された含水抄造物を抄紙型と上型とで挟んで脱水乾燥する機構と、上記脱水乾燥により得られた含水抄造成形品を上型に保持して乾燥成形ゾーンに順次移送する機構と、乾燥成形ゾーンにおいて含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥する機構とを有している。本発明の好ましい実施形態においては、脱水乾燥に当たり、抄紙型を上昇させて上型との間で含水抄造物を挟み加圧脱水を行ない、また加熱乾燥に当たり、下型を上昇させて上型との間で含水抄造成形品を挟み加圧加熱を行なう。
本発明はパルプ成分を抄き取って抄紙型上に形成した含水抄造物を抄紙型と上型との間に挟んで脱水乾燥を行った後、この脱水乾燥によって得られた含水抄造成形品を円周方向に移送し、その円周方向における地点で含水抄造成形品を上型と下型の間に挟んで加熱乾燥を行うので、脱水乾燥工程から加熱乾燥工程へ移動するときの時間及び一つの加熱乾燥工程から次の加熱乾燥工程へ移動するときの時間を短縮でき、無駄な待機時間を生じることがなく、生産サイクルを短縮できる。本発明の好ましい実施形態によれば、上型は上下動せず常に円周方向への運動のみを行ない、抄紙型から含水抄造成形品を受け取った上型は以後、常に含水抄造成形品を吸引保持した状態で各工程を移動するので、工程間の移動を円滑且つ迅速に行うことができ、従来に比べて生産能率を大幅に向上できる。
また本発明の好ましい実施形態によれば、含水抄造成形品を上型に吸引保持して各乾燥成形工程に順次移送するに当たり、上型はその移送の途中においても常に含水抄造成形品に対して吸引乾燥及び加熱乾燥を行っているので、成形品取出しまでの間充分な乾燥処理を行うことができ、乾燥処理の効率化を図れる。
このように本発明によれば、抄造成形品を効率よく製造でき、生産能率を向上できる効果がある。
また本発明は含水抄造成形品を上型と下型との間に挟んで加熱乾燥を行うので抄造成形品の歪みの発生はなく、複雑な形状であっても肉厚が均一となり、寸法精度に優れた抄造成形品を製造できる。更に上型と下型とで加圧加熱するので、表面平滑で外観良好な抄造成形品を得ることができる。
本発明の製造装置は構造が簡単であり、しかも小型化を実現できコスト低減に寄与できるものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明製造装置１は回転可能な支持体３に支持固定された複数の上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを有する。図１には上型を支持体３に４個配置した４極ロータリー方式のものが示されているが、本発明において上型の数はもとより４個に限定されるものでなく、任意数の上型を設けることができる。またそれに応じて下型の数も任意に決定できる。以下、本発明が４極ロータリー方式のものである場合の実施形態について以下説明する。
支持体３は回転軸３１に軸支され、回転軸３１と共に回転するように構成されている。支持体３は中心から四方向に枝分かれしたアームを持ち、それぞれのアームの先端にベース４５が固定され、各ベース４５の下面にそれぞれ上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがネジ等の固定具により支持固定されている。上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはベース４５を介して支持体３に支持されることにより、円周方向に移動可能に設けられている。支持体３の構成はアーム形状のものに限定されるものではなく、円盤状の回転テーブルとして構成してもよい。
９は回転軸３１を回転駆動させるための駆動装置であり、この駆動装置９は制御装置３２によって制御される。この制御装置３２によって回転軸３１の回転速度を制御できるほか、回転軸３１の間欠回転における回転角度α及び停止時間の制御を行うことができる。このような制御装置としてインデックス、サーボモータ、位置決めノックピン等を用いることができる。１０は支持枠である。
上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが円周方向に移動する行程内に抄紙成形ゾーンＡ及び複数の乾燥成形ゾーンＢ、Ｃ、Ｄが設けられており（図１）、抄紙成形ゾーンＡには抄紙型２を内部に設置してなる抄紙槽７が配置され、第１乾燥成形ゾーンＢ、第２乾燥成形ゾーンＣ、第３乾燥成形ゾーンＤにはそれぞれ、下型５ａ、５ｂ、５ｃが配置されている。
図２、図３において、上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下方にはそれぞれ抄紙型２、下型５ａ、５ｂ、５ｃが上記上型と相互に対向するよう円周方向に沿って配置されている。
図２において上型４ａの下方に位置する抄紙型２は抄紙槽７の内部に設置されている。抄紙槽７の内部にシリンダー３３が設けられ、該シリンダー３３によって上下動可能に設けられた軸体１３の上端にベース４２が取り付けられ、該ベース４２の上面に抄紙型２がネジ等の固定具により支持固定されている。このようにシリンダー３３の作用によって軸体１３が上下動し、それにより抄紙型２が上下方向に移動可能となるよう構成されている。
抄紙槽７には抄造成形品の成形材料であるパルプ原料液８が所定量入っており、該パルプ原料液８としては、水にパルプ原料を分散させた公知の抄紙用パルプ原料液を用いることができる。パルプ原料にはバージン原料に古紙等の再生紙用原料を混合してもよく、或いは再生紙用原料のみからパルプ原料液を調製してもよい。またパルプ原料に水溶性ポリマーや加加熱プレス時の熱で溶融する熱可塑性合成樹脂、繊維等を混合してもよい。
図２において上型４ｂの下方に位置する下型５ａは、ベース５０の上面にネジ等の固定具により支持固定され、ベース５０は基台１４上に設置されたシリンダー３４によって上下動可能に設けられた軸体４９の上端に取り付けられている。同図において上型４Ｃの下方に位置する下型５ｂ及び図３において上型４ｄの下方に位置する下型５ｃもまた同様に、それぞれベース５０の上面にネジ等の固定具により支持固定され、ベース５０は基台１４上に設置されたシリンダー３４における軸体４９に取り付けられている。
このように下型５ａ、５ｂ、５ｃは、シリンダー３４の作用によって上下方向に移動可能に構成されている。
下型５ａ、５ｂ、５ｃはシリンダー３４によって上下方向に移動可能であるが、円周方向には動かず、固定されている。抄紙型２及び下型５ａ、５ｂ、５ｃにおけるシリンダー３３、３４として油圧シリンダーを用いることが好ましい。
第３乾燥成形ゾーンＤにおいては、上型、下型の設置場所の近傍に成形品受取り装置３６が設けられている。該装置３６は図３に示すように、受けテーブル３５を水平方向に摺動自在に設けてなるものであり、加圧加熱処理が終了して抄造成形品を保持している上型の下方に受けテーブル３５を移動させ、圧縮空気の吹き出しによって上型より払い出された抄造成形品を受け取って後方に移動し、元の位置に復帰した時点で或いは後方に移動する途中で受けテーブル３５が傾斜して抄造成形品を下方に落下させる機構を有している。受けテーブル３５を傾斜させる機構としては、シリンダーを用いて受けテーブル３５を回転させる等の公知の機構を採用できる。特に図示しないが、成形品の落下地点にはベルトコンベアー等の搬送装置が設けられる。
図８に示すように、ベース４５下面に支持固定された上型４ａの内部に複数の通路６が設けられている。複数の通路６はそれぞれ型表面に開口し、その開口端部に微細孔を形成してなるコアベント２５が埋め込まれている。コアベント２５は一方の開口端側に微細孔形成面を有する有底円筒形状体であり、この微細孔形成面に多数の微細孔が設けられている。コアベント２５はその微細孔形成面が通路６の型表面における開口端部側に位置するように取り付けられる。
コアベント２５に設けられる微細孔は円形状でもスリット状でもよく、円形孔の場合の孔径は０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、またスリット孔の場合のスリット幅は０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。上記孔径、スリット幅が０．５ｍｍ未満であると目詰まりが生じて含水抄造成形品の水分透過に支障が生じる虞があり、また２．０ｍｍを超えると含水抄造成形品のパルプ成分が孔を通して透過する虞がある。
複数の通路６は型の上方部で合流し、この合流部はベース４５の内部に設けた連通路１５に連通している。
ベース４５の内部には連通路１５と連通して真空通路４６及び圧空通路４７が設けられている。これら真空通路４６、圧空通路４７はいずれもベース４５内において水平方向に設けられており、真空通路４６は図示しない真空ポンプに連結され、また圧空通路４７は図示しないコンプレッサーに連結されている。真空ポンプの働きで真空通路４６、連通路１５及び通路６内を減圧状態にすることができ、またコンプレッサーの働きで圧空通路４７に圧縮空気を供給し、この圧縮空気を連通路１５、通路６及びコアベント２５を通して型表面から吹き出すことができる。
真空通路４６、圧空通路４７はベース４５内において連通路１５と連通した垂直な通路として構成してもよい。更にこの垂直な通路は真空通路４６と圧空通路４７とに区分した２つの通路から構成しても或いは真空通路４６と圧空通路４７を１つの通路として構成してもよい。後者の場合、１つの通路を通して減圧したり、或いは圧縮空気を供給することができる。ベース４５の内部には所定数のヒータ２２が埋設されている。
上型４ｂ、４ｃ、４ｄはいずれも上記した上型４ａと同様な構造を有している。
一方、抄紙型２は図８に示すように、型本体１９と支持部材２１と、型本体１９の表面に取り付けられた抄紙用のネット１７とからなり、型本体１９は支持部材２１に支持されてベース４２に固定されている。ネット１７としてはパルプ原料液中の水分は通すがパルプ成分は通さない程度のメッシュを有する網体が用いられ、通常、１５〜８０メッシュの金網が用いられる。金網の材料としてはステンレスや真鍮が用いられる。
抄紙型２の内部に複数の通路１８が設けられ、複数の通路１８はそれぞれ型表面に開口しており、従って通路１８の開口端はネット１７の微細孔と連通している。通路１８は含水抄造成形品の水分を透過させるためのものであり、複数の縦通路と横通路とからなり、縦通路と横通路は交差部において連通している。通路１８の孔径は０．５〜４．０ｍｍであることが好ましい。孔径が０．５ｍｍ未満であると目詰まりが生じて含水抄造成形品の水分の透過に支障が生じる虞があり、また孔径が４．０ｍｍを超えると含水抄造成形品のパルプ成分が入り込む虞がある。
複数の通路１８は型の下方部で合流し、この合流部はベース４２の内部に設けた連通路２０に連通している。
ベース４２の内部には連通路２０に連通した真空通路４３が水平方向に設けられており、真空通路４３は図示しない真空ポンプに連結されている。真空通路４３はベース４２内において、連通路２０と連通した垂直な通路として構成してもよい。
図８は上型４ａと抄紙型２とを型合わせした状態を示しており、符号１１は上型４ａと抄紙型２とのクリアランスを示している。従って、上型４ａと抄紙型２とを型締めしたとき、このクリアランス１１に相当する厚さの含水抄造成形品が成形される。
図９に示すように、ベース５０上面に支持固定された下型５ａは内部に複数の通路５４を有している。複数の通路５４はそれぞれ型表面に開口し、その開口端部に微細孔を形成してなるコアベント２６が埋め込まれている。コアベント２６の構造は前記した上型４ａに取り付けられるコアベント２５と同様の構造である。
複数の通路５４の下方端はそれぞれベース５０の内部に形成された連通路２３に連通しており、ベース５０の内部には連通路２３と連通して真空通路５１及び圧空通路５２が設けられている。これら真空通路５１、圧空通路５２はいずれもベース５０内において水平方向に設けられており、真空通路５１は図示しない真空ポンプに連結され、また圧空通路５２は図示しないコンプレッサーに連結されている。真空ポンプの働きで真空通路５１、連通路２３及び通路５４内を減圧状態にすることができ、またコンプレッサーの働きで圧空通路５２に圧縮空気を供給し、この圧縮空気を連通路２３、通路５４及びコアベント２６を通して型表面から吹き出すことができる。
真空通路５１、圧空通路５２はベース５０内において連通路２３と連通した垂直な通路として設けてもよい。更にこの垂直な通路は真空通路５１と圧空通路５２とに区分した２つの通路から構成しても或いは真空通路５１と圧空通路５２を１つの通路として構成してもよい。後者の場合、１つの通路を通して減圧したり、或いは圧縮空気を供給することができる。ベース５０の内部には所定数のヒータ２４が埋設されている。
下型５ｂ、５ｃはいずれも上記した下型５ａと同様な構造を有している。
図９は上型４ａと下型５ａとを型合わせした状態を示しており、符号１６は上型４ａと下型５ａとのクリアランスを示している。従って、上型４ａと下型５ａとを型締めしたとき、このクリアランス１６に相当する厚さの含水抄造成形品が成形される。
抄紙型２における型本体１９、上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び下型５ａ、５ｂ、５ｃの材質は一般的に金属であるが、弾性材料であってもよい。金属としては、アルミニウム、ニッケル等が挙げられ、また弾性材料としてはゴム、弾性合成樹脂、合成樹脂発泡体等が挙げられる。上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び下型５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれの型表面には、型表面と成形品との摩擦抵抗を減らして成形品の取り出し時に離型を良好にするためフッ素樹脂加工をすることが好ましい。
上記の実施形態は抄紙型２が凸型、上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが凹型、更に下型５ａ、５ｂ、５ｃが凸型としてそれぞれ構成されている場合を示しているが、本発明の別の実施形態として、抄紙型２を凹型、上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを凸型、更に下型５ａ、５ｂ、５ｃを凹型としてそれぞれ構成してもよい。
本発明の抄造成形品の製造方法は抄紙成形工程、乾燥成形工程及び成形品取出し工程からなる。抄紙成形は抄紙成形ゾーンＡに配置された抄紙型２及び上型４ａによって行われる。図４ａに示す如く抄紙槽７内の抄紙型２はパルプ原料液８の液面より上方に位置している。シリンダー３３の作用により抄紙型２は前記位置から一旦下降してパルプ原料液８内に浸漬する（図４ｂ）。真空通路４３に連結された真空ポンプが作動して抄紙型２内部を減圧状態にし、この減圧状態のまま抄紙型２を上昇させパルプ原料液８の液面より上方に位置させる（図４ｃ）。この動作によって抄紙型２のネット１７上にパルプ成分が抄き取られ、抄紙型２の形状に対応した形状の含水抄造物２７が形成される。
抄紙型２はこの含水抄造物２７を真空吸引しながら上昇するので、上昇運動の間、含水抄造物２７中の水分は吸引脱水される。即ち、含水抄造物２７中の水分はネット１７を通して型内部に吸引され、通路１８内に導かれる。通路１８を通して型下方に導かれた水分は連通路２０を経て真空通路４３に導かれ、排出通路を通って型外方に排出される。
含水抄造物２７を吸引保持してなる抄紙型２は、含水抄造物２７が上型４ａと接触して該含水抄造物２７を上型４ａと抄紙型２とにより押圧する位置まで上昇を続け、上型４ａと抄紙型２との間のクリアランス１１が一定値となった時点で抄紙型２の上昇運動は停止する。即ち、上型４ａと抄紙型２との間のクリアランス１１の数値はシリンダー３３の動作条件として予め設定され、これに基づき抄紙型２の上方移動距離は制御装置により制御される。このような制御装置として、センサー、スペーサー等を用いることができる。上記クリアランス１１の数値は、上型４ａと抄紙型２との間で押圧された時の含水抄造物２７の厚さが押圧される前の厚さの１０％〜４０％の厚さとなるような数値が好ましい。
図４ｄは、上記した所定位置で抄紙型２の上昇運動が停止し、上型４ａに対して押圧力を与えている状態を示している。含水抄造物２７は上型４ａと抄紙型２との間に挟まれて押圧され、それにより型通りの形状に押圧成形され、含水抄造成形品１２が得られる。
上型４ａと抄紙型２とによる脱水乾燥処理に当たって、上記した抄紙型２による吸引脱水が行なわれる他、上型４ａにおける吸引脱水及び加熱が行なわれる。真空通路４６に連結された真空ポンプを作動して上型４ａ内を減圧状態にし、含水抄造成形品１２中の水分を吸引脱水する。即ち、含水抄造成形品１２中の水分はコアベント２５を通して型内部に吸引され、通路６内に導かれる。通路６を通して型上方に導かれた水分は連通路１５を経て真空通路４６に導かれ、排出通路を通って型外方に排出される。
また上型４ａはヒータ２２によって加熱され、これにより含水抄造成形品１２は加熱乾燥される。加熱により生じた水蒸気はコアベント２５―通路６―連通路１５―真空通路４６を経て排出通路を通り、型外方に排出される。ヒータ２２による上型４ａの加熱温度は１００℃〜２５０℃が好ましく、また吸引脱水を行うときの上型４ａと抄紙型２における真空度は共に７００〜１０ｍｍＨｇが好ましい。
上型４ａと抄紙型２とによる脱水乾燥によって含水抄造成形品１２の含水率は約３０〜７０重量％となる。この抄紙成形工程終了後、抄紙型２は下降して上型４ａより離れ、抄紙槽７における旧位置に復帰する。このとき、含水抄造成形品１２は上型４ａに吸引保持された状態となる（図４ｅ）。
次いで、駆動装置９が作動して回転軸３１を回転させ、それにより支持体３を回転角度αが９０°となるよう回転させる。この支持体３の回転により上型４ａが円周方向に移動し、第１乾燥成形ゾーンＢにおける下型５ａの上方位置に変位する。このとき同時に上型４ｂが第２乾燥成形ゾーンＣにおける下型５ｂの上方位置に変位し、上型４ｃが第３乾燥成形ゾーンＤにおける下型５ｃの上方位置に変位し、且つ上型４ｄが抄紙成形ゾーンＡにおける抄紙型２の上方位置に変位し、それぞれ各ゾーンにおける処理が同期して行なわれる。
例えば、第１乾燥成形ゾーンＢに移動した上型４ａが下型５ａとの間で加熱乾燥処理を行っている間、抄紙成形ゾーンＡでは前記した含水抄造物の形成及び上型４ａと抄紙型２による脱水乾燥処理が行われる。
各上型の回転角度αは制御装置３２によって制御され、上型は正確に位置決めされる。
上型４ａが第１乾燥成形ゾーンＢにおける下型５ａの上方位置に変位したとき、シリンダー３４を作動して軸体４９を上昇させ、それにより下型５ａを上方に移動させる（図５ａ）。下型５ａは上型４ａに保持されている含水抄造成形品１２と接触してこれを押圧するまで上昇を続け、上型４ａと下型５ａとの間のクリアランス１６が一定値となった時点で下型５ａの上昇運動は停止する。即ち、上型４ａと下型５ａとの間のクリアランス１６の数値はシリンダー３４の動作条件として予め設定され、これに基づき下型５ａの上方移動距離は制御装置により制御される。上型４ａと下型５ａとの間のクリアランス１６は抄紙成形ゾーンＡにおける上型４ａと抄紙型２との間のクリアランス１１よりも小さくする。上記クリアランス１６の数値は、抄き取った状態の含水抄造物２７の厚さの５％〜５０％の厚さとなるような数値が好ましい。
図５ｂは、上記した所定位置で下型５ａの上昇運動が停止し、上型４ａに対して押圧力を与えている状態を示している。含水抄造成形品１２は上型４ａと下型５ａとの間に挟まれて加圧され、加熱乾燥される。
上型４ａは含水抄造成形品１２を保持している間も吸引及び加熱を行なっているが、下型５ａとの型合わせ後も引き続き吸引及び加熱を継続する。この上型４ａによる吸引、加熱機構は既に図８を参照して説明した通りである。
一方、下型５ａはこの型合わせ後において吸引及び加熱を開始する。この下型５ａにおける吸引機構及び加熱機構は図９に示されている。即ち、下型５ａにおける真空通路５１に連結された真空ポンプを作動して下型５ａ内を減圧状態にし、含水抄造成形品１２中の水分を吸引脱水する。含水抄造成形品１２中の水分はコアベント２６を通して型内部に吸引され、通路５４内に導かれる。通路５４を通して型下方に導かれた水分は連通路２３を経て真空通路５１に導かれ、排出通路を通って型外方に排出される。
また下型５ａはヒータ２４によって加熱され、これにより含水抄造成形品１２は加熱乾燥される。加熱により生じた水蒸気はコアベント２６―通路５４―連通路２３―真空通路５１を経て排出通路を通り、型外方に排出される。ヒータ２４による下型５ａの加熱温度は１００℃〜２５０℃が好ましく、また下型５ａの真空度は７００〜１０ｍｍＨｇが好ましい。
この乾燥成形工程における上型４ａの加熱温度は１００℃〜２５０℃が好ましく、また真空度は７００〜１０ｍｍＨｇが好ましい。
上型４ａと下型５ａによる加熱プレスが終了した後、含水抄造成形品１２を上型４ａに吸引保持した状態でシリンダー３４を作動して軸体４９を僅かに下降させ、それにより下型５ａを僅かに下方に移動させ、上型４ａと下型５ａとを所定間隔離間させる。次いで、コンプレッサーを作動させて上型４ａの圧空通路４７より圧縮空気を送り込み、連通路１５及び通路６を経由してコアベント２５から空気を吹き出す。上型４ａはヒータ２２によって加熱されているので通路６内を流れる空気も加熱され、従って上型４ａから加熱された空気が吹き出す。上型４ａによる加熱された空気の吹き付けと同時に下型５ａからは真空吸引が行なわれる。それにより含水抄造成形品１２は上型４ａより離型し、下型５ａに吸引保持される。
次いで下型５ａから圧縮空気を供給する。即ち、コンプレッサーを作動させて下型５ａの圧空通路５２より圧縮空気を送り込み、連通路２３及び通路５４を経由してコアベント２６から空気を吹き出す。下型５ａはヒータ２４によって加熱されているので通路５４内を流れる空気も加熱され、従って下型５ａから加熱された空気が吹き出す。下型５ａによる加熱された空気の吹き付けと同時に上型４ａからは真空吸引が行なわれる。それにより含水抄造成形品１２は下型５ａより離型し、上型４ａに吸引保持される。このように加熱空気吹き付けと真空吸引を上型４ａ、下型５ａ間で交互に切り換えて行なうことにより、含水抄造成形品１２は上型４ａと下型５ａの間を上下に揺動する。この含水抄造成形品１２の上下揺動を数回繰り返して行なう。
上記した含水抄造成形品の上下揺動処理によって含水抄造成形品１２の加熱乾燥を効率よく行なえると共に、含水抄造成形品１２の型離れが良好になる。即ち、含水抄造成形品１２が上下揺動する際、上型４ａまたは下型５ａから加熱された空気が含水抄造成形品１２に吹き付けられるので該含水抄造成形品１２の加熱乾燥が促進される。また上型４ａと下型５ａが所定間隔離間するので、含水抄造成形品１２の表面に滞留している水蒸気が上型４ａと下型５ａの離間空間より逸散し、それにより含水抄造成形品１２の乾燥が促進される。
また含水抄造成形品１２を上下揺動させることにより、該成形品１２が複雑な形状であっても型離れが容易となり、最終工程で行われる成形品の型からの取り出しを容易に行うことができる。
含水抄造成形品１２の上下揺動工程終了後、含水抄造成形品１２を上型４ａに吸引保持させ且つ下型５ａを下方に移動して該下型５ａを旧位置に復帰させる（図５ｃ）。
次いで支持体３が回転して上型４ａは含水抄造成形品１２を保持した状態で第２乾燥成形ゾーンＣにおける下型５ｂの上方位置に変位する。このとき同時に上型４ｂが第３乾燥成形ゾーンＤにおける下型５ｃの上方位置に変位し、上型４ｃが抄紙成形ゾーンＡにおける抄紙型２の上方位置に変位し、且つ上型４ｄが第１乾燥成形ゾーンＢにおける下型５ａ２の上方位置に変位し、それぞれ各ゾーンにおける処理が同期して行なわれる。
上型４ａが第２乾燥成形ゾーンＣにおける下型５ｂの上方位置に変位したとき、下型５ｂを上方に移動させる（図６ａ）。上型４ａと下型５ｂとの間のクリアランスが一定値となった時点で下型５ｂの上昇運動は停止する。上型４ａと下型５ｂとの間のクリアランスは上型４ａと下型５ａとの間のクリアランス１６よりも小さくすることが好ましいが、同等でもよい。
所定のクリアランスで上型４ａと下型５ｂとが型合わせされると、含水抄造成形品１２は上型４ａと下型５ｂとの間に挟まれて加圧され、加熱乾燥される（図６ｂ）。この加熱乾燥に当たっては上型４ａと下型５ｂとにおいてそれぞれ吸引及び加熱が行なわれるが、下型５ｂの構造は前記した下型５ａと同一構造なので上型４ａと下型５ｂにおける吸引機構及び加熱機構は図９に示す吸引機構及び加熱機構と同様である。
この上型４ａと下型５ｂとによる乾燥成形によって更に含水率の低下した含水抄造成形品が得られる。
上記した上型４ａと下型５ｂとによる加熱プレスが終了した後、上型４ａと下型５ｂを僅かに離間させ、前記したと同様の方法で空気吹き付けと真空吸引を上型４ａ、下型５ｂ間で交互に切り換えて行ない、含水抄造成形品１２を上下に揺動させる。
含水抄造成形品１２の上下揺動工程終了後、含水抄造成形品１２を上型４ａに吸引保持させ且つ下型５ａを下方に移動して、該下型５ａを旧位置に復帰させる（図６ｃ）。
次いで支持体３が回転して上型４ａは含水抄造成形品１２を保持した状態で第３乾燥成形ゾーンＤにおける下型５ｃの上方位置に変位する。このとき同時に上型４ｂが抄紙成形ゾーンＡにおける抄紙型２の上方位置に変位し、上型４ｃが第１乾燥成形ゾーンＢにおける下型５ａの上方位置に変位し、且つ上型４ｄが第２乾燥成形ゾーンＣにおける下型５ｂの上方位置に変位し、それぞれ各ゾーンにおける処理が同期して行なわれる。
上型４ａが第３乾燥成形ゾーンＤにおける下型５ｃの上方位置に変位したとき、下型５ｃを上方に移動させ、上型４ａと下型５ｃとの間のクリアランスが一定値となった時点で下型５ｃの上昇運動を停止させる。上型４ａと下型５ｃとの間のクリアランスは上型４ａと下型５ｂとの間のクリアランスよりも小さくすることが好ましいが、同等でもよい。
上型４ａと下型５ｃとの型合わせによって含水抄造成形品１２は上型４ａと下型５ｃとの間に挟まれて加圧され、加熱乾燥される。この加熱乾燥工程において、前述したと同様な機構（図９に示す機構）で吸引及び加熱が行なわれる。
この上型４ａと下型５ｃとによる乾燥成形によって残余の水分が除去され、最終成形品である抄造成形品２８が得られる。この抄造成形品２８の含水率は０〜１０重量％となる。
上記した上型４ａと下型５ｃとによる加熱プレスが終了した後、上型４ａと下型５ｃを僅かに離間させ、空気吹き付けと真空吸引を上型４ａ、下型５ｃ間で交互に切り換えて行ない、抄造成形品２８を上下に揺動させる。
その後、上型４ａに抄造成形品２８を吸引保持させ且つ下型５ｃを更に下方に移動させて旧位置に復帰させる。この下型５ｃの下方移動に合わせて、成形品受取り装置３６の受けテーブル３５が前方に移動して上型４ａの下方位置に達したところで停止する。
次いで上型４ａの圧空通路４７より圧縮空気が供給され、コアベント２５を介して上型４ａ表面より空気が吹き出される。これによって抄造成形品２８が上型４ａより離型し、下方の受けテーブル３５上に落下する（図７）。受けテーブル３５は抄造成形品２８を受け取った後、後方に移動する。受けテーブル３５が元の位置に復帰した時点か或いは後方に移動する途中で該受けテーブル３５を傾斜して抄造成形品２８を下方に落下させる。抄造成形品２８が落下する下方位置にはベルトコンベアー等の搬送装置が設置され、落下する抄造成形品２８を受け取って次工程に搬送する。
上記の成形品取り出し工程が終了した後、支持体３が回転して上型４ａは抄紙成形ゾーンＡにおける抄紙型２の上方位置に変位し、以後前述したと同様な工程が繰り返し行なわれる。
上記した抄紙成形工程及び乾燥成形工程において抄紙型２、上型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び下型５ａ、５ｂ、５Ｃのそれぞれの真空通路４３、４６、５１から排出される水を回収してパルプ原料液製造用の水として再利用に供することができ、それにより水資源の節約及び環境汚染の防止を図ることができる。
本発明は抄造成形品として、例えば図１０に示すような容器２９を製造することができ、また包装用緩衝材を製造することもできる。
産業上の利用可能性
本発明によれば抄造成形品の製造を効率よく行え、しかも装置が小型化されるので、小型電気製品、精密機械類の包装用容器或いは卵等の食品の包装用容器等の抄造成形に有益であり、製造コストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明装置の平面略図、図２は図１における第１乾燥成形ゾーンＢの方向から見た本発明装置の正面略図、図３は図１における第２乾燥成形ゾーンＣの方向から見た本発明装置の正面略図、図４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅは抄紙成形工程を示す正面略図、図５ａ、５ｂ、５ｃは第１乾燥成形ゾーンＢにおける乾燥成形工程を示す正面略図、図６ａ、６ｂ、６ｃは第２乾燥成形ゾーンＣにおける乾燥成形工程を示す正面略図、図７は成形品取り出し工程を示す正面略図、図８は上型と抄紙型との型合わせ状態を示す縦断面略図、図９は上型と下型との型合わせ状態を示す縦断面略図、図１０は本発明製造方法により得られた抄造成形品の一例を示す斜視図、図１１は従来の製造装置を示す正面略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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