(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形すべき成形体に必要な展開形状を有し且つ所定の含水率であり、パルプを主体とするシート体を、弾性体からなり且つ側面と底面とのなす角度が鋭角となっている所定形状の雄型の外面に沿って、他の部分よりも薄肉になされている該シート体の折り曲げ部分で折り曲げて該雄型の外面に形成された予備成形体となした後、前記予備成形体を前記雄型と共に、前記成形体の外形に対応した形状の凹部を有する雌型の該凹部に、該予備成形体の底面が該凹部の底面と当接するように挿入し、前記雄型を前記雌型の前記凹部の形状に追随するように押圧・変形させて成形体となすパルプ成形体の製造方法。
【請求項２】
前記シート体の含水率が２０〜９６重量％である請求項１記載のパルプ成形体の製造方法。
【請求項３】
前記雄型が截頭錘体形状の部分を有する請求項１又は２記載のパルプ成形体の製造方法。
【請求項４】
前記シート体の前記折り曲げ部分は、該シート体の抄造に用いられる抄紙ネットの上面の該折り曲げ部分に対応する部分に目止めし、脱水のための該抄紙ネットの下面からの真空吸引圧力を減じることで得られたものである請求項１〜３記載の何れかに記載のパルプ成形体の製造方法。
【請求項５】
前記シート体は、該シート体が前記予備成形体となされたときに、前記展開形状の所定部分と重なり合う重なり部を有し、前記シート体における前記展開形状の部分を前記雄型の外面に沿って折り曲げた後、前記重なり部を前記展開形状の前記所定部分の上に重ね合わせて前記予備成形体となす請求項１〜４の何れかに記載のパルプ成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプを主体とする成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
パルプ製の成形体の製造方法に関する従来の技術として、例えば、特開平７−２０７６００号公報には、平板状のパルプシートを抄造し、これを雄型と雌型との間に挟み込んで圧縮成形する方法が記載されている。しかし、この方法では、圧縮成形時にパルプシートが著しく伸長するため成形体の肉厚のコントロールが困難で、均一な肉厚の成形体とし難い。また、この方法では、圧縮成形に際して深絞りを行うと穴あき、しわが発生し易く、特に、角部の角度が略直角の容器の製造は極めて困難である。
【０００３】
従って、本発明の目的は、均一な肉厚の成形体が製造可能で、角部の角度が直角の容器の製造にも適用できるパルプ成形体の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成形すべき成形体に必要な展開形状を有し且つ所定の含水率であり、パルプを主体とするシート体を、弾性体からなり且つ側面と底面とのなす角度が鋭角となっている所定形状の雄型の外面に沿って、他の部分よりも薄肉になされている該シート体の折り曲げ部分で折り曲げて該雄型の外面に形成された予備成形体となした後、前記予備成形体を前記雄型と共に、前記成形体の外形に対応した形状の凹部を有する雌型の該凹部に、該予備成形体の底面が該凹部の底面と当接するように挿入し、前記雄型を前記雌型の前記凹部の形状に追随するように押圧・変形させて成形体となすパルプ成形体の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパルプ成形体の製造方法を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照して説明する。
先ず、本発明の製造方法の第１実施形態を、図１〜４を参照して説明する。
第１実施形態のパルプ成形体の製造方法は、図１に示すように、角部の角度が直角とされている成形体であるスプーン１０の製造方法であり、抄造工程（シート体の製造）、予備成形工程（予備成形体の製造）及び成形工程（成形体の製造）の順で進行する。
【０００６】
図２には、第１実施形態の製造方法で用いられるシート体１の平面図が示されている。シート体１は、成形すべき成形体であるスプーン１０の展開形状と同一形状の展開形状部１ｂを有し、更に重なり部１ｃを有するパルプシート体である。重なり部１ｃは、展開形状部１ｂの前面部１ｂf と後面部１ｂr の側縁にそれぞれ連接されており、シート体１を折り曲げ部１ａで折り曲げたときに、それぞれ隣接する側面部１ｂs の内面に重なるようになしてある。また、折り曲げ部１ａは、折り曲げ易くするために他の部分よりも薄肉になされている。シート体１は水を含有しており、含水率は２０〜９６重量％、特に２０〜９０重量％、とりわけ６０〜８０重量％であることが、その後の予備成形工程及び成形工程において、しわや破れの発生を防止できると共に、重なり部１ｃと側面部１ｂs との重なり部分の一体化が可能となることから好ましい。
【０００７】
シート体１は、パルプを主体とするスラリーから抄造される。抄造に用いられる抄紙ネットは、前記シート体１と同一形状としてあり、スラリー中の抄紙成分を該抄紙ネットの上面に抄き取ることにより、スプーン１０の展開形状部１ｂと重なり部１ｃとからなるシート体１が抄造される。また、シート体１の折り曲げ部１ａを他の部分よりも薄肉とするために、抄紙ネットの上面のシート体１の折り曲げ部１ａに対応する部分に、幅１〜５ｍｍのアルミテープ等が貼り付けられて、目止めすることで、脱水のための抄紙ネットの下面からの真空吸引圧力を著しく減じるようになしてある。
【０００８】
抄紙ネットの上面に抄き取られたシート体１は、所定の含水率で水を含有するように調整されて、次の予備成形工程に送られる。シート体１の含水率の調整は、抄紙機上で真空吸引圧力やプレス圧力を調整することにより行われる。
【０００９】
予備成形工程では雄型３が用いられる。雄型３は、弾性体から構成され、図３に示すように、截頭四角錘体からなる挿入部３Ａと、該挿入部３Ａの一側面３ｂの上端部から水平に延出する柄部３Ｂとからなる。挿入部３Ａにおける隣り合う側面３ｂのなす角度は鋭角となっており、且つ、側面３ｂと底面３ａとのなす角度も鋭角となっている。挿入部３Ａにおける隣り合う側面３ｂのなす角度は７０〜８９°が好ましく、また、側面３ｂと底面３ａとのなす角度は７０〜８９°が好ましい。雄型３の弾性体としては、ゴム、エラストマー、シリコンゴム等の公知のものが使用できるが、耐熱性の点でシリコンゴムが好ましい。また、弾性体は、ＪＩＳ  Ａに従う硬度が２０〜７０、更には４０〜６０であることが好ましい。
【００１０】
予備成形工程に送られたシート体１は、雄型３の外面に沿って折り曲げ部１ａで折り曲げられると共に、重なり部１ｃがそれぞれ隣り合う側面部１ｂs の内面に重ね合わされて、雄型３の外面に形成された予備成形体２とされる。均一な肉厚のスプーン１０を製造するためには、予備成形の際にシート体１に伸びを与えないことが重要であるが、第１実施形態のシート体１はスプーン１０の展開形状を有しており、しかも、シート体１の折り曲げ部分１ａは他の部分よりも薄肉とされているので、シート体１に伸びを与えることなく極めて容易に折り曲げることができる。シート体１の折り曲げ手段としては、例えば、折り畳みハンドラーが適宜使用できる。
予備成形体２は、表面張力により、雄型３における挿入部３Ａの底面３ａ及び各側面３ｂ並びに、柄部３Ｂにおける下面３ｃに付着して、雄型３と共に次の成形工程に送られる。
【００１１】
成形工程では、先ず、予備成形体２は雄型３と共に、雌型４の凹部に、挿入される。雌型４は、ヒーター４Ａを内蔵する金属製の雌型で、図４に示すように、スプーン１０の外形に対応した形状の凹部を有している。該凹部はスプーン１０の掬い部に対応する第１の凹部と、スプーン１０の柄に対応する第２の凹部とからなる。第１の凹部と第２の凹部との間には高さｈ4 の段差が設けられている。スプーン１０の外形に対応して、凹部の角部の角度は全て直角となっている。第１の凹部の底面４ａは、雄型３の底面３ａと略同一又は若干大きくなしてあり、成形時には、雄型３が底面３ａを該第１の凹部の底面４ａに突き合わせるようにして挿入される。また、雄型３の外部形状は雌型４の凹部の内部形状に較べて小さくなしてあり、更に、雄型３における挿入部３Ａの底面３ａと柄部３Ｂの下面３ｃとの間の高さｈ3 （図３参照）は雌型４の凹部の段差の高さｈ4 より高くなしてある。従って、雄型３を雌型４の凹部に挿入すると、最初に雌型４の第１の凹部の底面４ａと予備成形体２の底面２ａとが当接し、予備成形体２の底面２ａ以外の面と雌型４の凹部との間にはそれぞれ空間が形成される。尚、雌型４は、予め内蔵されたヒーター４Ａにより所定温度に加熱してある。この段階では、予備成形体２の底面２ａのみが雌型４の第１の凹部の底面４ａと全面に亘って密着している。次に、押圧板５を雄型３の上面３ｄに配置し、押圧板５を介して雄型３を０．５〜５ＭＰａの圧力で押圧する。すると、雄型３は、雌型４の凹部の形状に追随するように変形して、図４に示すように、雌型４の凹部の空間を埋めるようになる。このような雄型３の変形により、予備成形体２における底面２ａ以外の面が変形した雄型３によって雌型４の凹部に押し付けられると共に、稜線が形成されて、予備成形体２はスプーン１０に成形される。このように、成形は、予備成形体２の角部の角度を直角に変えることによりなされ、従来の製造方法と異なり、予備成形体２に伸びを与えることがないので、しわや穴あきが発生することがない。押圧と乾燥により脱水が進行し、十分に乾燥したところで、雄型３の押圧を停止して雄型３を元の形状に戻すが、成形体であるスプーン１０は十分に乾燥しているので、雄型３に付着して一緒に変形することはない。雄型３が元の形状に戻った後、押圧板５及び雄型３を取り除いて、雌型４の凹部からスプーン１０を取り出し、必要に応じて、スプーン１０の掬い部の上端面等、あるいは柄の側端面や後端面等をカット等により所望の端面形状にする。
【００１２】
このようにして製造された成形体であるスプーン１０は、角部以外は肉厚が均一で、穴やしわがなく外面及び内面は何れも平滑になされている。また、角部の角度は外面が直角に形成されている。
従って、第１実施形態のパルプモールド成形体の製造方法によれば、所定の含水率で水を含有するシート体１を成形すべき成形体に必要な展開形状を有する形状とし、成形前に予備成形体とした後、弾性体からなる所定形状の雄型３を使用して成形するので、シートに伸びを与えることなく成形体とすることができ、その結果、穴あきやしわを発生させることなく、スプーン１０のような角部が直角で且つ底の深い成形体を、均一な肉厚分布で製造することができる。
【００１３】
次に、本発明の製造方法の第２実施形態を、図５及び６を参照して説明する。尚、第２実施形態に関しては第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ点については第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。
第２実施形態の製造方法は、図５に示すように、角部の角度が直角で重なり部２１を有する容器の蓋２０の製造方法である。
【００１４】
図６には、第２実施形態の製造方法で用いられるシート体１１の平面図が示されている。シート体１１は、４隅が丸みを帯びた長方形形状のパルプシート体であり、展開形状部１１ｂと重なり部１１ｃとからなる。重なり部１１ｃは、４半円形状で弧状部分を有しており、シート体１１の４隅にそれぞれ位置していて、シート体１１が予備成形体となされたときに、それぞれ隣接する展開形状部１１ｂに重なるようになしてある。また、展開形状部１１ｂ及び重なり部１１ｃには、それぞれ他の部分よりも薄肉とされた折り曲げ部１１ａ及び１１ａ’が形成されている。重なり部１１ｃの折り曲げ部１１ａ’は、弧状部分を４等分するように３箇所に形成されており、何れも半径方向に伸びており、両側に位置するものよりも中央に位置するものの方が長くなしてある。シート体１１の抄造方法は、シート体１と同様の方法が適用できる。
【００１５】
予備成形工程では、先ず、シート体１１を、截頭四角錘体形状の雄型の底面に当てて、重なり部１１ｃを外方にはみ出すようにして、雄型の外面に沿って折り曲げ部１１ａで折り曲げる。次に、外方にはみ出した重なり部１１ｃの３箇所の折り曲げ部１１ａ’のうち、両側に位置する折り曲げ部１１ａ’、１１ａ’でそれぞれ折り曲げて重なり部１１ｃを折畳み、更に、中央に位置する折り曲げ部１１ａ’で蓋２０側に折り曲げて重なり部１１ｃを２分割し、それぞれ隣接する展開形状部１１ｂに重ね合わせて予備成形体とする。蓋２０の重なり部２１は他の部分の３倍の厚みとなるため、予備成形時に重なり部１１ｃを折り畳んで展開形状部１１ｂに重ね合わせることは、通常、困難であり、成形してもすぐに重なり部２１が開いて型くずれを起こし易い。しかし、第２実施形態のシート体１１の重なり部１１ｃには他の部分よりも薄肉の折り曲げ部１１ａ’が所定箇所に設けられているので、容易に折り畳めて重ね合わせることができる。
【００１６】
このようにして製造された成形体である容器の蓋２０は、４隅の重なり部２１がそれぞれ密着して蓋２０の角部として一体化しているので、成形後に重なり部２１が開いて蓋２０が型くずれすることがない。また、角部の角度は外面が直角に形成され、内面及び外面は平滑である。
【００１７】
本実施形態のパルプモールド成形体の製造方法に用いられるスラリーは、パルプ繊維と水とからなるものでもよく、或いはこれらに加えてタルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン等の合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、多糖類等の成分を含有していてもよい。
【００１８】
本発明は前記実施形態に制限されず、例えば、上述したシート体を抄造する工程として、前記第１及び第２実施形態では、予め成形すべき成形体に必要な展開形状に形成された抄紙ネット上でシート体を抄造したが、通常の抄紙ネット上で平板状のパルプ積層体を抄造した後、これを含水状態下に成形すべき成形体に必要な展開形状に切り取ってシート体を形成してもよい。また、図７（ａ）に示すように、重ね合わせることにより成形すべき成形体に必要な展開形状が構成される複数の平板状のパルプ積層体１Ａ’〜１Ｃ’を抄造した後、図７（ｂ）に示すように、含水状態のパルプ積層体１Ｂ’上に、含水状態のパルプ積層体１Ａ’及び１Ｃ’をそれぞれ部分的に重ね合わせてシート体１’を形成してもよい。尚、シート体１’は、前記第１及び第２実施形態と同様に、所定の含水率で水を含有するように調整されるが、含水率の調整は各パルプ積層体を重ね合わせた後に行ってもよく、また、重ね合わせる前に各パルプ積層体毎に行ってもよい。この方法によれば、シート体１’を形成する際に無駄な部分が発生せず、また、各パルプ積層体の重なり部１ａ’の強度がアップする。
【００１９】
また、前記第１及び第２実施形態では、抄造直後の湿潤状態のシート体を用いたが、抄造後に乾燥させたものを用いてもよく、この場合は、乾燥したシート体に加湿処理を施して含水率を調整する。また、本発明の製造方法を、内容物の収納に用いられる中空容器の製造に適用してもよい。更に、雄型は、雌型の凹部に挿入され、押圧されたときに、該凹部の形状に追随するように変形するものであればよく、截頭四角錘体に限られず、成形体の外形に応じて円錘体や他の角錐体及びその他の形状としてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、均一な肉厚の成形体が製造可能で、角部の角度が直角の容器、及び重なり部を有する容器の製造にも適用できるパルプ成形体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の製造方法により得られる成形体の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態の製造方法で用いられるシート体１の平面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態の製造方法における予備成形工程の工程図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の製造方法における成形工程の工程図である。
【図５】図５は、本発明のパルプ成形体の製造方法の第２実施形態の製造方法により得られる成形体の斜視図である。
【図６】図６は、本発明のパルプ成形体の製造方法の第２実施形態の製造方法で抄造されるシート体２０の平面図である。
【図７】図７は、シート体１の別の形成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１１      シート体
１ａ，１１ａ，１１ａ’    折り曲げ部
２    予備成形体
３    雄型
４    雌型
５    押圧板
１０    スプーン（成形体）
２０    蓋（成形体）
２１    重なり部
【図１】
0004020537.tif 000002
【図２】
0004020537.tif 000003
【図３】
0004020537.tif 000004
【図４】
0004020537.tif 000005
【図５】
0004020537.tif 000006
【図６】
0004020537.tif 000007
【図７】
0004020537.tif 000008