(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型を型閉状態で第１の位置に位置させ、該第１の位置において上記金型の上記キャビティ内にパルプモールド成形体のパルプスラリー原料を供給して、該パルプスラリー中の水分を吸引する吸引手段により該キャビティの内面にパルプモールド成形体を成形し、次いで上記金型の型閉状態を維持して上記キャビティ内に上記パルプモールド成形体を保持した状態下に該金型を第２の位置に移動させ、該第２の位置において上記パルプモールド成形体に対して加圧脱水加工を行うパルプモールド成形体の製造方法。
【請求項２】
分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型と、型閉状態の該金型の該キャビティ内への、成形すべきパルプモールド成形体のパルプスラリー原料注入手段と、該キャビティ内に供給された該パルプスラリー原料からパルプモールド成形体を成形する、該パルプスラリー中の水分を吸引する吸引手段と、成形されたパルプモールド成形体に対しての加圧脱水手段と、上記金型の型閉状態を維持して上記キャビティ内に上記パルプモールド成形体を保持した状態下に、該金型を、上記吸引手段によりパルプモールド成形体が成形される第１の位置と、上記加圧脱水手段により加圧脱水工程が行われる第２の位置との間で往復自在に移動させる金型移行手段とを備えたパルプモールド成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種原料から形成される成形体の製造方法及び成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
成形体の製造においては、型閉状態の金型内で成形体を成形し、次いで金型を型開して成形体を取り出し、取り出された成形体を別途の装置によって二次加工する方法が一般的である。しかし、機械的強度が弱く形状を保持できないような取り扱い性の悪い成形体を、金型から取り出して二次加工することは容易でない。また、成形体の構成材料によっては金型から取り出すことによって成形体が熱収縮する不都合が起こり、二次加工が容易でない場合がある。更に、成形後の熱い状態を維持したままで二次加工したい場合もある。
【０００３】
従って、本発明は、成形時の状態を維持したままで成形体に二次加工を施し得る成形体の製造方法及び成形機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型を型閉状態で第１の位置に位置させ、該第１の位置において上記金型の上記キャビティ内に成形体の原料を供給して所定の手段により該キャビティの内面に成形体を成形し、次いで上記金型の型閉状態を維持して上記キャビティ内に上記成形体を保持した状態下に該金型を第２の位置に移動させ、該第２の位置において上記成形体に対して所定の二次加工を行う成形体の製造方法を提供することにより上記目的を達成したものである。
【０００５】
また、本発明は、上記製造方法に好ましく用いられる成形機として、分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型と、型閉状態の該金型の該キャビティ内に成形すべき成形体の原料を供給する原料供給手段と、該キャビティ内に供給された該原料から成形体を成形する成形手段と、成形された成形体に対して二次加工を行う二次加工手段と、上記金型の型閉状態を維持して上記キャビティ内に上記成形体を保持した状態下に、該金型を、上記成形手段により成形体が成形される第１の位置と、上記二次加工手段により二次加工工程が行われる第２の位置との間で往復自在に移動させる金型移行手段とを備えた成形機を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、上記製造方法に好ましく用いられる別の成形機として、分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型と、型閉状態の該金型の該キャビティ内に成形すべき成形体の原料を供給する原料供給手段と、所定の成形位置において、該キャビティ内に供給された該原料から成形体を成形する成形手段と、成形された成形体に対して上記成形位置において二次加工を行う二次加工手段とを備え、上記成形手段及び／又は上記二次加工手段が、上記成形位置と所定の待避位置との間を往復自在に移動するようになされている成形機を提供するものである。
【０００７】
本発明において「二次加工」とは、成形された成形体に対して何らかの加工を施すことに関して最も広い意味に解釈されるものである。二次加工の例としては、後述するパルプモールド成形体の製造における成形体の加圧脱水、或いはプラスチックのブロー成形体の製造における内容物の充填及び成形体内壁の塗装等が挙げられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の一実施形態としてのパルプモールド成形体の製造方法及びそれに用いられる好ましい成形機が示されている。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の製造方法に用いられる成形機１は、金型２と、原料供給手段３と、二次加工手段４と、成形手段と、金型移行手段５とを備えている。
【００１０】
金型２は、分割可能な２つの割型２１，２２からなる。即ち、２つの割型２１，２２で一組の金型２が構成される。金型２は２つの割型２１，２２を型閉することにより所定形状のキャビティ２３が形成されるようになされている。本実施形態におけるキャビティ２３の形状は、成形体の外形に対応した形状となっている。各割型２１，２２には、その外側面よりキャビティ２３に連通する複数の連通孔２４がそれぞれ設けられている。各連通孔は、それぞれ吸引手段（図示せず）に接続されている。また、各割型２１，２２の内面は、所定の大きさの網目を有するネット（図示せず）によってそれぞれ被覆されている。そして、連通孔２４、吸引手段及びネットによって成形体の成形手段が構成されている。両割型２１，２２を型閉した状態では、金型２の上部にキャビティ２３に通じる口部２５が形成される。
【００１１】
金型２は、ベースプレート６上に横方向にスライド自在に載置されている。成形体の成形中、金型２は、ベースプレート６上のＰ１で示される第１の位置に位置している。即ち、Ｐ１で示される第１の位置は、成形手段によって成形体の成形が行われる位置に相当する。
【００１２】
原料供給手段３は、キャビティ２３内へのパルプスラリーの供給手段からなり、パルプスラリー供給管３１及び該供給管３１の昇降手段３２を備えている。パルプスラリー供給管３１は、その先端部が固定板３３に取り付けられ且つ開口した状態になっている。
【００１３】
固定板３３は枠体３５に支持されており、該枠体３５を介して油圧シリンダ等から構成される昇降手段３２に接続されている。これにより、パルプスラリー供給管３１は、上下方向に昇降可能となされており、上端点と下端点との間で昇降運動する。金型２及び原料供給手段３は、金型２がベースプレート６上のＰ１で示される第１の位置に位置し且つ固定板３３の下面が下端点の位置まで降下した状態において、固定板３３の下面が金型２の上面に当接し且つ供給管３１の先端が金型２の口部２５に接続するようにそれぞれ配置されている。パルプスラリー供給管３１の他端は、開閉バルブ３４を介して注入ポンプ（図示せず）及びパルプスラリー供給源（図示せず）に接続されている。このような構成によって金型２のキャビティ２３内に成形体の原料であるパルプスラリーが注入されるようになされている。
【００１４】
二次加工手段４は、キャビティ２３の内面に形成された含水状態の成形体の加圧脱水手段からなり、弾性を有し膨張収縮自在で且つ中空状をなす中子４１、中子４１内に所定の加圧流体を供給する手段（図示せず）及び中子４１の昇降手段４２を備えている。昇降手段４２は、原料供給手段３の昇降手段３２と同様に油圧シリンダ等から構成されている。
【００１５】
中子４１は、その開口部を上方に向けた状態下に固定板４３の下面に固定されている。固定板４３には、その厚さ方向に貫通孔４４が形成されている。そして、中子４１は、その内部が貫通孔４４と連通するように固定板４３に固定されている。中子４１は、キャビティ２３内に挿入され、所定の加圧流体によって拡張されて、含水状態の成形体をキャビティ２３の内面に押圧させることにより、キャビティ２３の内面形状を付与すると共に成形体を加圧脱水するのに使用される。中子４１はウレタン、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム又はエラストマー等の弾性材や、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックによって形成されている。
【００１６】
固定板４３は枠体４５に支持されており、該枠体４５を介して昇降手段４２に接続されている。これにより中子４１は上下方向に昇降可能となされており、上端点と下端点との間で昇降運動する。この下端点は、原料供給手段３における下端点と同じ高さになっている。そして、金型２及び二次加工手段４は、金型２がベースプレート６上のＰ２で示される第２の位置〔図１（ｂ）参照〕に位置し且つ固定板４３の下面が下端点の位置まで降下した状態において、固定板４３の下面が金型２の上面に当接し且つ中子４１がキャビティ２３内に挿入されるようにそれぞれ配置されている。Ｐ２で示される第２の位置は、二次加工手段４による二次加工工程が行われる位置に相当する。また、固定板４３の貫通孔４４は、加圧流体供給管４６及び開閉バルブ４７を介して加圧流体の供給手段（図示せず）に接続されている。このような構成によって、中子４１内に所定の加圧流体が供給されるようになされている。
【００１７】
金型移行手段５は、一対の油圧シリンダから構成されており、金型２の型閉状態を維持してキャビティ２３内に成形体を保持した状態下に、金型２を、成形手段により成形体が成形される第１の位置Ｐ１と、二次加工手段４により二次加工が行われる第２の位置Ｐ２との間で往復自在に移動させるものである。即ち、金型移行手段５は、金型２の開閉機構及び金型２の移動機構を兼備している。
【００１８】
上記シリンダは、ベースプレート６から立設された一対のサイドプレート７，７の外側面に相対向するように取り付けられている。両シリンダは互いに連動して動作し、一方のシリンダが押し出された状態のときは他方のシリンダが引き込まれた状態となる。両シリンダのストロークは何れも金型２の移動距離、即ち、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間隔に等しくなされている。また両シリンダのピストンロッド先端間の距離は、金型２の幅と等しくなっている。そして、各シリンダは、金型２をその分割面と直交する方向に且つ互いに逆方向に押圧することで、金型２の型閉状態を維持させている。これと共に、両シリンダは、一方のシリンダのピストン押し出し量と他方のシリンダのピストン引き込み量とが等しくなるように連動して動作し、型閉状態の金型２を第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間で往復運動させる。
【００１９】
このように構成された成形機１を用いてパルプモールド成形体を製造する方法を成形機１の動作と共に説明する。先ず図１（ａ）に示すように、一対の油圧シリンダ５，５を動作させて金型２を型閉状態にすると共に斯かる状態の金型２を第１の位置Ｐ１に位置させる。次に、原料供給手段３における昇降手段３２を動作させてパルプスラリー供給管３１を降下させ、その先端に取り付けられている固定板３３の下面を金型２の上面に当接させると共に供給管３１の先端を金型２の口部２５に接続する。この状態下に注入ポンプ（図示せず）を動作させると共に開閉バルブ３４を開き、パルプスラリーの供給源（図示せず）からパルプスラリーをキャビティ２３内に注入する。パルプスラリーの注入と共に割型２１，２２の連通孔２４を通じて割型２１，２２を外側から吸引してキャビティ２３を減圧する。これによってパルプスラリー中の水分を吸引すると共にパルプ繊維をキャビティ２３の内面に堆積させる。所定量のパルプスラリーがキャビティ２３内に注入されたら、開閉バルブ３４を閉じてパルプスラリーの注入を停止しキャビティ２３内を完全に吸引・脱水する。その結果、キャビティ２３の内面にパルプ繊維が堆積されて含水状態の成形体８が形成される。このようにして成形された成形体８は、高含水状態となっているので、金型２を型開してキャビティ２３内から取り出すことは非常に困難である。しかし次に述べるように、本発明においては、金型２の型閉状態を維持してキャビティ２３内に成形体８を保持した状態下に次工程（二次加工工程）に移行できるので、斯かる取り扱い性の悪い成形体の二次加工を容易に行うことができる。
【００２０】
次いで昇降手段３２を動作させて、パルプスラリー供給管３１を上昇させ金型２から離間させる。更に油圧シリンダ５，５を動作させて、金型２をその型閉状態を維持しながら第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで移行させる。
【００２１】
金型２が第２の位置Ｐ２に移行したら、図１（ｂ）に示すように、二次加工手段４の昇降手段４２を動作させて中子４１を降下させ、該中子が取り付けられている固定板４３の下面を金型２の上面に当接させると共に中子４１をキャビティ２３内に挿入する。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示すように、加圧流体の供給源（図示せず）から中子４１内に加圧流体を供給し、中子４１を拡張させる。拡張した中子４１の形状は、キャビティ２３の形状と相似形となっている。成形体８は、拡張した中子４１によってキャビティ２３の内面に押し付けられ、成形体８にキャビティ２３の内面形状が転写されると共に加圧脱水が進行する。この二次加工工程（加圧脱水工程）を行うことによって、キャビティ２３の内部から成形体８がキャビティ２３の内面に押し付けられるために、キャビティ２３の内面の形状が複雑であっても精度良くキャビティ２３の内面の形状が成形体８に転写されることになる。その上、従来の製造方法と異なり、貼り合わせ工程を用いる必要が無いので、得られる成形体には貼り合わせによるつなぎ目及び肉厚部は存在しない。その結果、得られる成形体の強度が高まると共に外観の印象が良好となる。中子４１を拡張させるために用いられる加圧流体としては、例えば圧縮空気（加熱空気）、過熱蒸気、油（加熱油）、その他各種の液又は気体が使用される。また、加圧流体を供給する圧力は、０．０１〜５ＭＰａ、特に０．１〜３ＭＰａとすることが好ましい。
【００２３】
成形体８にキャビティ２３の内面の形状が十分に転写され且つ成形体８を所定の含水率まで脱水できたら、図１（ｄ）に示すように、中子４１内の加圧流体を抜き、中子４１を縮小させる。次いで、昇降手段４２を動作させて、中子４１を上昇させキャビティ２３内から取り出す。更に油圧シリンダ５，５を動作させ金型２を型開して、所定の含水率にまで加圧脱水された成形体８を取り出す。この時点で成形体８は、取り扱い性等が良好な５０〜７５重量％程度の低含水率となる。
【００２４】
このようして取り出された成形体８は更に次工程に付される。次工程において成形体８は加熱・乾燥工程に付され、パルプモールド成形体を得る。
【００２５】
本発明は上記実施形態に制限されず、例えばプラスチック成形体、特に厚さ１００〜３００μｍ程度の薄肉の成形体を成形する場合には、原料供給手段がキャビティ２３内への溶融樹脂パリソンの挿入手段からなり、成形手段がパリソン内への空気の吹き込み手段からなる。また、二次加工手段としては、成形体内への内容物の充填手段や成形体の内壁の塗装手段等が挙げられる。本発明の製造方法及び成形体をプラスチック成形体の製造に適用した場合には、成形後すぐに金型２から取り出して二次加工工程に付すよりも熱収縮による変形が起こりにくいという利点がある。また、金型２を適度に調温すれば、成形体を必要な温度に保ったまま二次加工工程に付すことができるという利点もある。
【００２６】
また本発明においては、二次加工工程の後に更に複数の加工工程を行い、各工程間の金型の移行を、金型の型閉状態を維持してキャビティ内に成形体を保持した状態下に行ってもよい。また、金型移行手段としてモータ等を用いることもできる。
【００２７】
また、本発明においては、金型２を移動させず、成形手段及び／又は二次加工手段を移動させてもよい。即ち、本発明によれば、以下の製造方法及び成形機が提供される。
【００２８】
分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型を型閉状態で所定位置に位置させ、該位置において上記金型の上記キャビティ内に成形体の原料を供給して所定の手段により該キャビティの内面に成形体を成形し、次いで上記金型の型閉状態を維持して上記キャビティ内に上記成形体を保持した状態下に、上記位置において上記成形体に対して所定の二次加工を行う成形体の製造方法。
【００２９】
分割可能な一組の割型を型閉することにより所定形状のキャビティが形成される金型と、型閉状態の該金型の該キャビティ内に成形すべき成形体の原料を供給する原料供給手段と、所定の成形位置において、該キャビティ内に供給された該原料から成形体を成形する成形手段と、成形された成形体に対して上記成形位置において二次加工を行う二次加工手段とを備え、上記成形手段及び／又は上記二次加工手段が、上記成形位置と所定の待避位置との間を往復自在に移動するようになされている成形機。
【００３０】
上記の製造方法及び成形機は、金型を移動させず、それに代えて成形手段及び／又は二次加工手段を移動させる以外は図１に示す製造方法及び成形機と同様であり、それに関して詳述した説明が適宜適用される。そして、この製造方法及び成形機によっても、図１に示す製造方法及び成形機と同様の効果が奏される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、成形時の状態を維持したままで成形体に二次加工を施し得る成形体の製造方法及び成形機が提供される。従って、本発明に従い製造された成形体は、機械的な変形力が加えられておらず、不要な変形を起こしていない。
また、本発明によれば、特にプラスチックからなるブロー成形体を製造する場合、熱収縮による変形が起こりにくくなり、また成形体を必要な温度に保ったまま二次加工工程に付すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのパルプモールド成形体の製造方法及びそれに用いられる好ましい成形機を示す模式図である。
【符号の説明】
１  成形機
２  金型
２１，２２  割型
２３  キャビティ
３  原料供給手段
４  二次加工手段
５  金型移行手段
８  成形体
Ｐ１  第１の位置
Ｐ２  第２の位置
【図１】
0004039765.tif 000002