(57)【要約】本発明は包装用容器や包装用緩衝剤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に用いられる加熱プレス装置である。含水抄造成形品（１２）を上部プレス型（４ａ）と下部プレス型（５ａ）との間に挟んで加熱プレスを行った後、下部プレス型（５ａ）を降下して上部プレス型（４ａ）と下部プレス型（５ａ）との間にわずかな間隔を設ける。上部プレス型（４ａ）から加熱空気を吹き付け、下部プレス型（５ａ）において真空吸引を行う。この加熱空気の吹き付けと真空吸引を上部プレス型（４ａ）と下部プレス型（５ａ）との間で交互に切り換えて繰り返し行い、含水抄造成形品（１２）を上下に揺動させる。
2003035981.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し、該含水抄造物を抄紙型と上部プレス型との間に挟んで脱水乾燥を行い含水抄造成形品を製造し、該含水抄造成形品を上部プレス型と下部プレス型との間に挟んで加熱乾燥を行い抄造成形品を製造する抄造成形品の製造方法において、含水抄造成形品を上部プレス型と下部プレス型との間に挟んで加熱プレスを行った後、上部プレス型と下部プレス型を離間して含水抄造成形品が上下動できる間隔を設け、上部プレス型、下部プレス型のうちの一方のプレス型から含水抄造成形品に圧縮空気を吹き付け、他方のプレス型において含水抄造成形品を真空吸引し、上記空気吹き付けと真空吸引を上部プレス型、下部プレス型間で交互に切り換えて行なうことを特徴とする抄造成形品の製造方法。
【請求項２】
上部プレス型から含水抄造成形品に圧縮空気を吹き付ると共に、下部プレス型において含水抄造成形品を真空吸引して含水抄造成形品を下部プレス型に吸引保持させ、次いで、下部プレス型から含水抄造成形品に圧縮空気を吹き付けると共に、上部プレス型において含水抄造成形品を真空吸引して含水抄造成形品を上部プレス型に吸引保持させ、以後、上記した含水抄造成形品の下部プレス型への吸引保持及び上部プレス型への吸引保持を交互に繰り返し行なう請求の範囲第１項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項３】
上部プレス型と下部プレス型のそれぞれの内部に型表面に開口する複数の通路を設け、該通路を通して圧縮空気の吹き付け及び真空吸引を行なう請求の範囲第１項又は第２項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項４】
上部プレス型を支持固定するベースに圧空通路及び真空通路を設け、この圧空通路及び真空通路を上部プレス型の通路に連通させ、圧空通路を通して圧縮空気の吹き付けを行なうと共に、真空通路を通して真空吸引を行う請求の範囲第３項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項５】
下部プレス型を支持固定するベースに圧空通路及び真空通路を設け、この圧空通路及び真空通路を下部プレス型の通路に連通させ、圧空通路を通して圧縮空気の吹き付けを行なうと共に、真空通路を通して真空吸引を行なう請求の範囲第３項記載の抄造成形品の製造方法。
【請求項６】
上部に配置したプレス型と下部に配置したプレス型との間に含水抄造成形品を挟んで加熱プレスして抄造成形品を製造する加熱プレス装置において、プレス型の内部に複数の通路を設け、この通路の一端をプレス型の表面に開口させると共に、通路の他端を圧空通路及び真空通路に連通させてなることを特徴とする抄造成形における加熱プレス装置。
【請求項７】
プレス型をベースに支持固定し、ベースに圧空通路及び真空通路を設けた請求の範囲第６項記載の抄造成形における加熱プレス装置。
【請求項８】
圧空通路をコンプレッサー等の圧縮空気供給装置に連結し、真空通路を真空ポンプ等の真空吸引装置に連結した請求の範囲第６項記載の抄造成形における加熱プレス装置。
【請求項９】
ベースに連通路を設け、該連通路を介して通路と圧空通路を連通すると共に、該連通路を介して通路と真空通路を連通するように構成した請求の範囲第７項記載の抄造成形における加熱プレス装置。
【請求項１０】
ベースの内部に加熱装置を設けた請求の範囲第７項記載の抄造成形における加熱プレス装置。
【請求項１１】
通路がプレス型の表面に開口している箇所に微細孔を有する部材を取り付けた請求の範囲第６項記載の抄造成形における加熱プレス装置。
【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に用いられる加熱プレス装置に関する。
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、抄造成形下型をパルプ原料液に浸漬して該下型上に含水抄造成形品を抄造成形し、該含水抄造成形品を上型と前記下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前記下型を下降させ、別の位置で待機している加熱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加熱プレス下型を位置させ、上型と加熱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、次いで加熱プレス下型に含水抄造成形品を保持した状態で該加熱プレス下型を移動し、別の位置で待機している加熱プレス上型の下方に位置させ、ここで加熱プレス上型と加熱プレス下型との間に含水抄造成形品を挟んで加熱プレスを行い、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。
しかし、上記先行技術のいずれにも含水抄造成形品の加熱乾燥を効率良く行なうための技術手段については開示されていない。
また一般に、抄造成形品が複雑な形状の成形品であったり、バランスの悪い形状を有する成形品であったり、抜き勾配の少ない形状の成形品であったり、型に密着しやすいパルプ成分からなる成形品であったり、型に焼き付き易い薬品等が添加されているパルプ成分からなる成形品であったりする場合には、成形品を型から取り出すに当たり、離型を円滑に行なうことができず、成形品の取り出しが困難であるという問題点がある。上記先行技術のいずれもこのような成形品の取り出し時の問題点を解決することを主題としておらず、その解決手段についての開示はない。
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、旋回アームを回転して含水抄造成形品を回転テーブルに支持された下型に移載し、上型と下型との間に含水抄造成形品を挟み、回転テーブルがタクト回転する間に含水抄造成形品を加熱、加圧しながら乾燥することが開示されている。
この特開２０００−３４７００は、上型と下型との間に含水抄造成形品を挟んで加熱乾燥することを開示しているが、加熱乾燥を効率良く行なうための手段について開示しておらず、また成形品の離型の容易化を図ることについても開示されていない。
本発明は、含水抄造成形品の乾燥成形工程において加熱乾燥を効率良く行なうことが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、成形品取り出し工程において成形品を型から容易に取り出すことが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、含水抄造成形品の効率良い加熱乾燥を可能にし且つ成形品の離型の容易化を可能にする加熱プレス装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、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、該含水抄造物を抄紙型と上部プレス型との間に挟んで脱水乾燥を行い含水抄造成形品を製造し、該含水抄造成形品を上部プレス型と下部プレス型との間に挟んで加熱乾燥を行い抄造成形品を製造する抄造成形品の製造方法である。
加熱乾燥工程において含水抄造成形品を上部プレス型と下部プレスとの間に挟んで加熱プレスを行った後、上部プレス型と下部プレス型を離間して含水抄造成形品が上下動できる間隔を設ける。両プレス型の離間距離は大きく設定する必要はなく、含水抄造成形品が上下動できる僅かな間隔を設ければよい。両プレス型の離間後、上部プレス型、下部プレス型のうちの一方のプレス型から含水抄造成形品に圧縮空気を吹き付け、他方のプレス型において含水抄造成形品を真空吸引し、上記空気吹き付けと真空吸引を上部プレス型、下部プレス型間で交互に切り換えて行ない、それにより両プレス型間において含水抄造成形品を上下揺動させる。
本発明の実施形態においては、上部プレス型から含水抄造成形品に加熱された圧縮空気を吹き付ると共に、下部プレス型において含水抄造成形品を真空吸引して含水抄造成形品を下部プレス型に吸引保持させ、次いで、下部プレス型から含水抄造成形品に加熱された圧縮空気を吹き付けると共に、上部プレス型において含水抄造成形品を真空吸引して含水抄造成形品を上部プレス型に吸引保持させ、以後、上記した含水抄造成形品の下部プレス型への吸引保持及び上部プレス型への吸引保持を交互に繰り返し行なうことにより、両プレス型間において含水抄造成形品を上下揺動させる。
本発明は、含水抄造成形品の乾燥工程において上部プレス型と下部プレス型による加熱プレスを行なった後、両プレス型を所定距離離間して両プレス型により加熱空気の吹き付けと真空吸引を交互に繰り返して含水抄造成形品を上下揺動させるので、型表面からの加熱空気の吹き付けによって含水抄造成形品の乾燥が一段と促進される。両プレス型を離間して含水抄造成形品を上下揺動させることにより空気の拡散が起こり、含水抄造成形品の表面に滞留していた水蒸気が逸散するので、この点からも含水抄造成形品の乾燥が促進される。
従って本発明によれば、含水抄造成形品の加熱乾燥を効率良く行なうことができ、短時間で十分な乾燥を行なうことができる。その結果、本発明は生産能率の向上に寄与できる。
また本発明は上部プレス型と下部プレス型との間で含水抄造成形品を上下揺動させるので、離型性が良好となり、最終成形品の型からの取り出しを円滑且つ容易に行なうことができる。従って、抄造成形品が複雑な形状の成形品、バランスの悪い形状を有する成形品、抜き勾配の少ない形状の成形品、型に密着しやすいパルプ成分からなる成形品、或いは型に焼き付き易い薬品等が添加されているパルプ成分からなる成形品等、離型阻害要因を有する成形品あっても、成形品の離型を容易に行なうことができる。その結果、成形品取り出し時に成形品に無理な力が加わって成形品の一部を破損するという虞もない。
また本発明は、上部に配置したプレス型と下部に配置したプレス型との間に含水抄造成形品を挟んで加熱プレスして抄造成形品を製造する加熱プレス装置である。本発明の加熱プレス装置はプレス型の内部に複数の通路を設け、この通路の一端をプレス型の表面に開口させると共に、通路の他端を圧空通路及び真空通路に連通させてなるものである。
本発明の好ましい実施形態において、プレス型はベースに支持固定され、ベース内に上記圧空通路及び真空通路が設けられると共に、ヒータが埋設される。
加熱プレス装置を上記の如く構成することによって、上部プレス型及び下部プレス型の型表面から加熱された圧縮空気を吹き出すことができると共に、型表面から真空吸引作用を行うことができる。この空気吹き出し作用と真空吸引作用とによって両プレス型間における含水抄造成形品の上下揺動を起こさせることが可能となる。
ここにおいて、加熱された圧縮空気はプレス型における型表面から吹き出されるので一定量の圧縮空気を均一に供給でき、含水抄造成形品に対する圧縮空気の吹き付けを均一に行なうことができる。
圧縮空気の吹き付けが不均一であると含水抄造成形品に及ぼされる空気圧力が不均一となり、離型が困難となるが、本発明によれば圧縮空気の吹き付けを均一に行なえるので含水抄造成形品の離型が容易となり、その結果、含水抄造成形品の上下揺動を円滑に行えると共に、最終成形品の型からの取出しに当たっても離型を円滑且つ容易に行うことができる。
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部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、これら上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとの間で含水抄造成形品を加熱プレスする下部プレス型５ａ、５ｂ、５ｃと、抄紙成形を行なう抄紙型２を備えている。
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上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが固定されている。上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはベース４５の下面にネジ等の固定具により支持固定され、ベース４５が支持体３に固定されている。上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは回転可能な支持体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。
上部プレス型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、下部プレス型５ａ、５ｂ、５ｃが配置されている。
図２、図３において、上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下方にはそれぞれ抄紙型２、下部プレス型５ａ、５ｂ、５ｃが上部プレス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において上部プレス型４ａの下方に抄紙型２が配置されている。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において上部プレス型４ｂの下方に位置する下部プレス型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。同図において上部プレス型４ｃの下方に位置する下部プレス型５ｂ及び図３において上部プレス型４ｄの下方に位置する下部プレス型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。
このように下部プレス型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。
下部プレス型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及び下部プレス型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。
図４に示すように、ベース４５下面に支持固定された上部プレス型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部材２５が埋め込まれている。部材２５としては、一方の開口端側に微細孔形成面を有する有底円筒形状のコアベントを用いることが好ましい。部材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。
部材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等の真空吸引装置に連結され、また圧空通路４７は図示しないコンプレッサー等の圧縮空気供給装置に連結されている。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及び部材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の内部には加熱装置としてのヒータ２２が所定数埋設されている。
上部プレス型４ｂ、４ｃ、４ｄはいずれも上記した上部プレス型４ａと同様な構造を有している。
一方、抄紙型２は図４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４は上部プレス型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は上部プレス型４ａと抄紙型２とのクリアランスを示している。従って、上部プレス型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５に示すように、ベース５０上面に支持固定された下部プレス型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部材２６が埋め込まれている。部材２６の構造は前記した上部プレス型４ａに取り付けられる部材２５と同様の構造であり、部材２６としてコアベントを用いることが好ましい。
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等の真空吸引装置に連結され、また圧空通路５２は図示しないコンプレッサー等の圧縮空気供給装置に連結されている。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及び部材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の内部には加熱装置としてのヒータ２４が所定数埋設されている。
下部プレス型５ｂ、５ｃはいずれも上記した下部プレス型５ａと同様な構造を有している。
図５は上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとを型合わせした状態を示しており、符号１６は上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとのクリアランスを示している。従って、上部プレス型４ａと下部プレス型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、上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び下部プレス型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。上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び下部プレス型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、上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが凹型、更に下部プレス型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、上部プレス型４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを凸型、更に下部プレス型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及び上部プレス型４ａによって行われる。抄紙型２を抄紙槽７のパルプ原料液８内に浸漬すると共に、真空通路４３に連結された真空ポンプを作動して抄紙型２の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６ａ）。これにより抄紙型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が上部プレス型４ａと接触して該含水抄造物２７を上部プレス型４ａと抄紙型２とにより押圧する位置まで上昇を続け、上部プレス型４ａと抄紙型２との間のクリアランス設定値に基づき所定位置で停止する。
含水抄造物２７は上部プレス型４ａと抄紙型２との間に挟まれて押圧され（図６ｂ）、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。
上部プレス型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、上部プレス型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部プレス型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中の水分は部材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。
また上部プレス型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部材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による上部プレス型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部プレス型４ａと抄紙型２における真空度は共に７００〜１０ｍｍＨｇが好ましい。
上部プレス型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は下降して上部プレス型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は上部プレス型４ａに吸引保持された状態となる（図６ｃ）。
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の回転により上部プレス型４ａが円周方向に移動し、第１乾燥成形ゾーンＢにおける下部プレス型５ａの上方位置に変位する。このとき同時に上部プレス型４ｂが第２乾燥成形ゾーンＣにおける下部プレス型５ｂの上方位置に変位し、上部プレス型４ｃが第３乾燥成形ゾーンＤにおける下部プレス型５ｃの上方位置に変位し、且つ上部プレス型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。
上部プレス型４ａが第１乾燥成形ゾーンＢにおける下部プレス型５ａの上方位置に変位したとき、下部プレス型５ａを上方に移動させる。下部プレス型５ａは上部プレス型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、上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとの間のクリアランス設定値に基づき所定位置で停止する。
含水抄造成形品１２は上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとの間に挟まれて加圧され、加熱プレスされる（図７）。
上部プレス型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、下部プレス型５ａとの型合わせ後も引き続き吸引及び加熱を継続する。この上部プレス型４ａによる吸引、加熱機構は既に図４を参照して説明した通りである。
一方、下部プレス型５ａはこの型合わせ後において吸引及び加熱を開始する。この下部プレス型５ａにおける吸引機構及び加熱機構は図５に示されている。即ち、下部プレス型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部プレス型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中の水分は部材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。
また下部プレス型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による下部プレス型５ａの加熱温度は１００℃〜２５０℃が好ましく、また下部プレス型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部プレス型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。
上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとによる加熱プレスが終了した後、含水抄造成形品１２を上部プレス型４ａに吸引保持した状態でシリンダー３４を作動して下部プレス型５ａを僅かに下方に移動させ、上部プレス型４ａと下部プレス型５ａとを所定間隔離間させる（図８ａ）。次いで、コンプレッサーを作動させて上部プレス型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を経由して部材２５から空気を吹き出す。上部プレス型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、従って上部プレス型４ａから加熱された空気が吹き出す。上部プレス型４ａによる加熱された空気の吹き付けと同時に下部プレス型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は上部プレス型４ａより離型し、下部プレス型５ａに吸引保持される（図８ｂ）。
次いで下部プレス型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部プレス型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を経由して部材２６から空気を吹き出す。下部プレス型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、従って下部プレス型５ａから加熱された空気が吹き出す。下部プレス型５ａによる加熱された空気の吹き付けと同時に上部プレス型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は下部プレス型５ａより離型し、上部プレス型４ａに吸引保持される（図８ｃ）。次に再び上部プレス型４ａより加熱された空気の吹き付けを行なうと共に、下部プレス型５ａから真空吸引を行なう。
このように加熱空気吹き付けと真空吸引を上部プレス型４ａ、下部プレス型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は上部プレス型４ａと下部プレス型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の離型を良好に行なえる。即ち、含水抄造成形品１２が上下揺動する際、上部プレス型４ａまたは下部プレス型５ａにおける型表面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。また含水抄造成形品１２の上下揺動により、空気の拡散が起こり、含水抄造成形品１２の表面に滞留している水蒸気が逸散し、このことからも含水抄造成形品１２の乾燥が一段と促進される。
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が複雑な形状を有する等の離型を困難にする性質を有していたとしても離型が容易となり、最終工程で行なわれる成形品の型からの取り出しを容易に行なうことができる。
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を上部プレス型４ａに吸引保持させ且つ下部プレス型５ａを下方に移動して該下部プレス型５ａを旧位置に復帰させる（図９）。
次いで支持体３が回転して上部プレス型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における下部プレス型５ｂの上方位置に変位し、この時、下部プレス型５ｂが上方に移動する。上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂとの間のクリアランス設定値に基づき下部プレス型５ｂは所定位置で停止する。
この上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂとの型合わせにより含水抄造成形品１２は上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂとの間に挟まれて加圧され、加熱プレスされる。この加熱プレス時に上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂとにおいてそれぞれ吸引及び加熱が行なわれるが、下部プレス型５ｂの構造は下部プレス型５ａと同一構造なので上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂにおける吸引機構及び加熱機構は図５に示す吸引機構及び加熱機構と同様である。
この上部プレス型４ａと下部プレス型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。
上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂとによる加熱プレスが終了した後、上部プレス型４ａと下部プレス型５ｂを僅かに離間させ、上記したと同様の方法で空気吹き付けと真空吸引を上部プレス型４ａ、下部プレス型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を上部プレス型４ａに吸引保持させ且つ下部プレス型５ｂを下方に移動して、該下部プレス型５ｂを旧位置に復帰させる。
次いで支持体３が回転して上部プレス型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における下部プレス型５ｃの上方位置に変位し、この時、下部プレス型５ｃが上方に移動する。上部プレス型４ａと下部プレス型５ｃとの間のクリアランス設定値に基づき下部プレス型５ｃは所定位置で停止する。
上部プレス型４ａと下部プレス型５ｃとの型合わせによって含水抄造成形品１２は上部プレス型４ａと下部プレス型５ｃとの間に挟まれて加圧され、加熱プレスされる。この加熱乾燥工程において、前述したと同様な機構（図５に示す機構）で吸引及び加熱が行なわれる。
上記した上部プレス型４ａと下部プレス型５ｃとによる加熱プレスが終了した後、上部プレス型４ａと下部プレス型５ｃを僅かに離間させ、前述したと同様な方法で空気吹き付けと真空吸引を上部プレス型４ａ、下部プレス型５ｃ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。
この実施形態においては、第３乾燥成形ゾーンＤにおいて乾燥成形工程が終了し、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。
得られた抄造成形品２８を上部プレス型４ａに吸引保持させ且つ下部プレス型５ｃを更に下方に移動させて該下部プレス型５ｃを旧位置に復帰させる。この下部プレス型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部プレス型４ａの下方位置に達したところで停止する。
次いで上部プレス型４ａの圧空通路４７より圧縮空気が供給され、部材２５を介して上部プレス型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が上部プレス型４ａより離型し、下方の受けテーブル３５上に落下する（図１０）。本発明は含水抄造成形品１２に対する上下揺動を行なうので抄造成形品２８の上部プレス型４ａからの取り出しは容易に行なわれる。
抄造成形品の受けテーブル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。
含水抄造成形品の上下揺動工程において、上部プレス型と下部プレス型を離間させる距離は大きく設定する必要はなく、含水抄造成形品が上下動するに必要な僅かな間隔を設ければよい。該離間間隔は１〜１０ｍｍが好ましい。また上下揺動の回数は必要に応じて任意に決定できるが、１〜１０回が好ましい。またこの上下揺動操作は複数の乾燥成形工程毎に、即ち一つの加熱プレス処理後、次の加熱プレス処理に移る前に毎回行なうことが好ましいが、工程の一部において行なってもよい。例えば、成形品の離型を容易に行うことだけを目的とする場合には、複数の乾燥成形工程のうち最後の乾燥成形工程においてのみ成形品の上下揺動操作を行なうようにしてもよい。
上記した本発明の実施形態は含水抄造成形品を円周方向に移送して複数段階の加熱乾燥を行うロータリー方式を採用しているが、本発明はこのロータリー方式のみに適用されるものではなく、含水抄造成形品を水平方向に移送して複数段階の加熱乾燥を行う直線方式のものにも適用することが可能である。
本発明により製造される抄造成形品として、小型電気製品、精密機械類の包装用容器や、卵等の食品の包装用容器或いは包装用緩衝材等が挙げられる。
産業上の利用可能性
本発明によれば抄造成形品の製造に当たって加熱乾燥を効率良く行うことができ、しかも成形品の離型が容易となるので、生産能率を向上させる点から包装用容器等の抄造成形に有益である。
【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４は上部プレス型と抄紙型との型合わせ状態を示す縦断面略図、図５は上部プレス型と下部プレス型との型合わせ状態を示す縦断面略図、図６は抄紙成形工程を示す正面略図、図７は上部プレス型と下部プレス型との間で含水抄造成形品を加熱プレスする状態を示す正面略図、図８ａ、８ｂ、８ｃは含水抄造成形品の上下揺動工程を示す説明図、図９は上部プレス型に含水抄造成形品を吸引保持して下部プレス型を降下させる状態を示す正面略図、図１０は成形品の型からの取り出し状態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４】
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【図５】
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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９】
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【図１０】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【国際調査報告】
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