專利名稱：紙漿模成形體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙漿模成形體的制造方法。
背景技術(shù)：
有一種如下的紙漿模成形體的制造方法具有將設(shè)有吸引通道的分型模組裝而作成抄紙模、在向該抄紙模的型腔內(nèi)開始供給紙漿料后、通過該吸引通道吸引該紙漿料而在該抄紙模的內(nèi)面上形成紙漿層的抄紙工序。該制造方法的所述抄紙工序中，在紙漿料向型腔開始供給初期及供給結(jié)束后的型腔內(nèi)漿料量較少時，與在型腔內(nèi)充滿足夠紙漿料、通過吸引通道而進(jìn)行抄紙時相比，由于紙漿料的攪拌效果不充分，故該紙漿料中的紙漿等固形成分容易自然沉降。另外，在沉降時，由于容易吸引水分，故漿料的濃度變高。因此，成形體的下方部的壁厚與上方部相比有變厚的傾向，尤其，在形成具有從底面部急劇向上方豎立的筒體部的瓶狀及紙箱型等的中空成形體時該傾向變大，在成形這種中空成形體時就存在問題。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供能高效地制造抑制上下方向的壁厚不勻的紙漿模成形體的制造方法。
發(fā)明的概要本發(fā)明者們的見解是，通過使抄紙工序中紙漿層的形成初期或/及末期時的型腔內(nèi)的紙漿料的濃度比所供給的紙漿料的設(shè)定供給濃度低，能抑制成形體的上下方向的壁厚不勻。
根據(jù)所述見解，本發(fā)明的紙漿模成形體的制造方法具有在將設(shè)有吸引通道的分型模組裝而作成抄紙模、在向該抄紙模的型腔內(nèi)開始供給規(guī)定的設(shè)定供給濃度的紙漿料后、通過該吸引通道吸引該紙漿料而在該抄紙模的內(nèi)面上形成紙漿層的抄紙工序，使抄紙工序中紙漿層的形成初期或/及末期時的型腔內(nèi)的紙漿料的濃度比所供給的紙漿料的設(shè)定供給濃度低，通過提供這種紙漿模成形體的制造方法，達(dá)到所述的目的。
另外，本發(fā)明的紙漿模成形體的制造方法，具有在將設(shè)有吸引通道的分型模組裝而作成抄紙模、在向該抄紙模的型腔內(nèi)開始供給規(guī)定的設(shè)定供給濃度的紙漿料后、通過該吸引通道吸引該紙漿料而在該抄紙模的內(nèi)面上形成紙漿層的抄紙工序，向所述型腔內(nèi)供給的所述紙漿料，是不同配合組成的2種以上的紙漿料，在一種紙漿料的供給開始后，供給另一種紙漿料，并至少在向所述型腔內(nèi)供給最后紙漿料的供給結(jié)束后，向該型腔內(nèi)供給該最后的紙漿料稀釋·攪拌用的流體，通過提供這種紙漿模成形體的制造方法，從而達(dá)到所述目的。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明成形體的制造方法的抄紙工序中所用的抄紙模及紙漿料的供給系統(tǒng)的概略圖。
圖2(a)-(g)是本發(fā)明紙漿模成形體的制造方法的一實(shí)施形態(tài)的概略工序圖，圖2(h)是所獲得的紙漿模成形體的模式圖。
圖3是表示利用本發(fā)明所制造的成形體的多層結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖4是表示利用本發(fā)明所制造的成形體的多層結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施形態(tài)的模式圖(與圖3相當(dāng)?shù)膱D)。
圖5是模式表示本發(fā)明實(shí)施例的抄紙工序的時間程序圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，根據(jù)該最佳實(shí)施形態(tài)并參照附圖對本發(fā)明的紙漿模成形體(以下，簡稱成形體)的制造方法進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明成形體的制造方法的抄紙工序中所用的抄紙模及紙漿料的供給系統(tǒng)的概略圖。另外，圖中抄紙模用一個分型模表示。
在本實(shí)施形態(tài)中，如后述那樣用配合成分不同的2種紙漿料制造成形體。因此，如該圖所示，紙漿料的供給系統(tǒng)在2個系統(tǒng)A、B中設(shè)置配管，另外，在后述的用來供給紙漿料稀釋用的流體(以下，也稱為稀釋用流體。)的系統(tǒng)C中也設(shè)置有配管。而且，能將這3種流體從抄紙模的開口部由1個系統(tǒng)D供給。另外，同圖所示的V1-V4是閥。另外，系統(tǒng)E是在脫水時將空氣或水蒸氣供給型腔內(nèi)的系統(tǒng)。在分型模11中，分別設(shè)有多個吸引通道14。另外，在各分型模11的內(nèi)面上，利用具有規(guī)定大小網(wǎng)孔的抄紙網(wǎng)(未圖示)分別覆蓋著。
圖2(a)-(g)是表示本實(shí)施形態(tài)的成形體的制造方法的概略工序圖，(a)是稀釋用流體的注入工序，(b)是第1紙漿料的注入及脫水工序，(c)是第1紙漿料的脫水及第2紙漿料的注入工序，(d)是第2紙漿料的脫水及第2紙漿料注入后的水的注入工序，(e)是芯子插入工序，(f)是加壓·脫水工序，(g)是脫模工序。
首先，使抄紙工序中的紙漿層形成初期的型腔C內(nèi)的紙漿料的濃度低于第1紙漿料的設(shè)定供給濃度。尤其，在本實(shí)施形態(tài)中，從有效地抑制紙漿層形成初期的上下方向的壁厚不勻而使壁厚均勻的觀點(diǎn)看，使型腔C內(nèi)的水位上升時的型腔C內(nèi)的紙漿料的濃度低于第1紙漿料的設(shè)定供給濃度。
在本實(shí)施形態(tài)中，操作閥V1-V4只能從圖1的系統(tǒng)C供給稀釋用流體。而且，如圖2(a)所示，通過使一對分型模11、12對接，從在內(nèi)部形成與需成形狀形的成形體的外形對應(yīng)的型腔13的抄紙模10的上部開口部將稀釋用流體W加壓注入到型腔13內(nèi)。對于稀釋用流體W的加壓注入例如可使用泵。稀釋用流體W的加壓注入的壓力較好是0.01-5Mpa，更好的是0.01-3MPa。
作為稀釋用流體，從成形體的外表面的外觀性、配管的洗凈性觀點(diǎn)看，最好用水，但從提高脫水效率的觀點(diǎn)看也可使用溫水。在使用溫水的場合，35-90℃較好，尤其最好使用45-80℃的溫水。
另外，從能減少水的使用量及排水量的觀點(diǎn)看，例如，最好使用已經(jīng)供給的紙漿料的廢水。
另外，作為稀釋用流體，例如，可使用預(yù)先設(shè)定成低濃度的紙漿料。該場合，作為紙漿料的稀釋用流體的紙漿料的濃度，作成所供給的紙漿料的濃度(設(shè)定供給濃度)的50％以下較好，但是，作成1重量％以下就更好。若所供給的紙漿料的濃度變高，則作為稀釋用流體的紙漿料濃度最好作成較低。
另外，作為紙漿料的稀釋用流體，也可使用含有洗滌劑及附加功能性用的各種添加劑的流體。
稀釋用流體的注入量，可根據(jù)成形的成形體的尺寸形狀(型腔容量)、第1紙漿料的設(shè)定供給濃度而適當(dāng)設(shè)定，尤其，在第1紙漿料的設(shè)定供給濃度為1重量％以上的場合，稀釋用流體的注入量Vw最好設(shè)定為(1/4)ρs·Vc＜Vw＜8Vc。因此，該數(shù)值范圍，是利用在圖1中那樣的供給路徑中具有3個閥的稀釋用流體的供給路徑中的配管長度、型腔容量而算出的。當(dāng)稀釋用流體的注入量Vw為(1/4)ρs·Vc以下時，成形體的最大壁厚與最小壁厚之比(最大壁厚/最小壁厚)超過了作為最佳范圍的1.0-3.0，故除了成形體的壁厚不勻變得厲害、在干燥時產(chǎn)生烤焦或干燥效率降低以外，所獲得的成形體的壓縮強(qiáng)度也降低。另外，當(dāng)稀釋用流體的注入量Vw成為型腔容量Vc的8倍以上時，抄紙工序所需的時間變長。這里，ρs是所供給的紙漿料的設(shè)定供給濃度(重量％)、Vc是型腔的容積、Vw是稀釋用流體的注入量。具體地說，例如，作為稀釋用流體在將水注入前的型腔內(nèi)的紙漿料濃度ρs為2重量％、型腔的容積Vc為1升時，水的注入量Vw最好為0.5＜Vw＜8升。
在注入規(guī)定量的稀釋用流體W后，操作閥1、閥2使只能從圖1的系統(tǒng)A供給第1紙漿料。而且，如圖2(b)所示，將第1紙漿料加壓注入至型腔13的規(guī)定量。在本實(shí)施形態(tài)中，第1紙漿料I，由于在其注入前注入了稀釋用流體，故型腔13內(nèi)的漿料被稀釋。對于第1紙漿料I的加壓注入，例如可使用泵。第1紙漿料I的加壓注入的壓力設(shè)定為0.01-5Mpa較好，0.01-3MPa則更好。
另外，第1紙漿料I的注入，最好在注入稀釋用流體W后進(jìn)行，但利用閥V1的設(shè)定，也可在稀釋用流體的注入中、與注入稀釋用流體的同時、或在注入稀釋用流體前進(jìn)行。在稀釋用流體與第1紙漿料的注入并行地進(jìn)行的場合，由于在稀釋的基礎(chǔ)上還能獲得攪拌效果，故該稀釋用流體起到稀釋·攪拌用流體的作用。
所述第1紙漿料的設(shè)定供給濃度，設(shè)定為0.1-6重量％較好，設(shè)定為0.5-3重量％則更好。在小于0.1重量％時，不能獲得均勻的壁厚，往往成為成形不良，當(dāng)超過6重量％時，為了獲得型腔內(nèi)的紙漿料的稀釋效果，必需增稀釋用流體的注入量，相應(yīng)地增加注入時間。尤其，通過將設(shè)定供給濃度設(shè)定為0.5重量％以上，具有使成形性穩(wěn)定的效果，在設(shè)定為3重量％以下時，能使高度方向的壁厚分布良好。
用于所述第1紙漿料的紙漿纖維，可使用用于這種紙漿模成形體的通常的紙漿纖維。另外，通過使用后述的紙漿纖維，可使所獲得的成形體作成具有后述的特征。另外，第1紙漿料，除了紙漿纖維和水以外，還可以含有滑石粉及高嶺石等的無機(jī)物、玻璃纖維及碳素纖維等的無機(jī)纖維、聚烯烴等的熱塑性合成樹脂的粉末或纖維、非木材或植物質(zhì)纖維、多糖類等的成分。這些成分的配合量，對于紙漿纖維及該成分的總計(jì)量來說為1-70重量％較好，尤其最好為5-50重量％。
本實(shí)施形態(tài)的紙漿模成形體的制造方法中，如此將抄紙工序中的紙漿層的形成初期的所述型腔內(nèi)的紙漿料的濃度作成比第1紙漿料的設(shè)定供給濃度較低。所謂抄紙工序中的紙漿層的形成初期，指的是向型腔內(nèi)供給的紙漿為對于紙漿模成形體的成形所必要的紙漿整體的0-30％、最好為0-20％的狀態(tài)。
在本實(shí)施形態(tài)的紙漿模成形體的制造方法中，使抄紙工序中的紙漿層的形成初期的型腔內(nèi)的紙漿料濃度比第1紙漿料的設(shè)定供給濃度低。尤其，在第1紙漿料的設(shè)定供給濃度為1重量％以上時，抄紙工序中的紙漿層形成初期的型腔內(nèi)的紙漿料濃度ρc{＝型腔內(nèi)的紙漿量/(型腔內(nèi)的漿料中的水量+稀釋用流體中的水量)}，相對第1紙漿料的設(shè)定供給濃度，最好設(shè)定為16-{2500/(25+6ρs)}％。。這里，對于紙漿料濃度ρc的上限值的式中的稀釋用流體的所述注入量Vw，可使用所述的{(1/4)ρs·Vc}。
當(dāng)所述型腔內(nèi)的紙漿料濃度ρc小于16時，成形體的最大壁厚與最小壁厚之比(最大壁厚/最小壁厚)超過了最佳范圍的1.0-3.0，故除了成形體的壁厚不勻變得厲害、在干燥時產(chǎn)生烤焦或干燥效率降低外，使所獲得的成形體的壓縮強(qiáng)度也降低。另外，當(dāng)ρc超過{2500/(25+6ρs)}％時，稀釋用流體的注入量Vw成為型腔容量Vc的8倍以上，抄紙工序需要的時間變長。
當(dāng)注入第1紙漿料I使型腔13內(nèi)的漿料量達(dá)到規(guī)定量時，開始進(jìn)行通過所述吸引通道14的紙漿料的吸引·脫水。由此，低濃度的第1紙漿料中的水分被排出到抄紙模10的外面，并如圖2(b)所示，紙漿纖維堆積在型腔13的內(nèi)面(抄紙網(wǎng)的內(nèi)面)，在型腔13的內(nèi)面上形成作為最外層的第1紙漿層15。如所述那樣，通過向第1紙漿料在型腔13內(nèi)加壓至規(guī)定的壓力，通過吸引通道14的脫水就順利地進(jìn)行，另外，抑制紙漿纖維的自然沉降使紙漿纖維在上下方向無不勻地均勻堆積在型腔13的內(nèi)面上。在通過這樣的吸引通道14的生料的吸引中，也由于第1紙漿料I的注入被連續(xù)地進(jìn)行，故與成形體的成形開始當(dāng)初相比，型腔13內(nèi)的生料濃度漸漸增高。
接著，在規(guī)定量的第1紙漿料I的注入結(jié)束后，操作閥V1、V2以只能從圖1的系統(tǒng)B供給第2漿料。而且，如圖2所示，從抄紙模10的上部開口部向型腔13內(nèi)加壓注入第1紙漿料I和配合組成不同的第2紙漿料II。由此，在型腔13內(nèi)就存在第1紙漿料與第2紙漿料的混合漿料。第2紙漿料II的加壓注入的壓力可作成與第1紙漿料I的加壓注入的壓力同樣程度。通過第2紙漿料II的加壓注入，能維持型腔13內(nèi)的加壓狀態(tài)。
所述第2紙漿料的設(shè)定供給濃度，若與所述第1紙漿料配合組成不同，則其配合不特別限制，與第1紙漿料同樣，設(shè)定為0.1-6重量％較好，尤其最好為0.5-3重量％。在小于0.1重量％時，不能獲得均勻的壁厚而成形不良，另外，當(dāng)超過6重量％時，為了獲得型腔內(nèi)的紙漿料的稀釋效果而必需使稀釋用流體的注入量增多，相應(yīng)地注入時間增多。用于所述第2紙漿料的紙漿纖維，可使用用于這種紙漿模成形體的通常的紙漿纖維。另外，通過使用后述的紙漿纖維，能使所獲得的成形體具有后述的特征。另外，第2紙漿料，除了紙漿纖維和水外，還可以含有滑石粉及高嶺石等的無機(jī)物、玻璃纖維及碳素纖維等的無機(jī)纖維、聚烯烴等的熱塑性合成樹脂的粉末或纖維、非木材或植物質(zhì)纖維、多糖類等的成分。這些成分的配合量，對于紙漿纖維及該成分的總計(jì)量來說為1-70重量％較好，尤其最好為5-50重量％。
當(dāng)與第2紙漿料的加壓注入的同時繼續(xù)進(jìn)行通過吸引通道14的型腔13內(nèi)的吸引·脫水時，由所述混合漿料的成分構(gòu)成的混合層(未圖示)，形成在第1紙漿層15上。該場合，在所述混合漿料中，由于長時間且連續(xù)地能使第2紙漿料的比例比第1紙漿料的比例增多，故在形成第1紙漿層15上的混合層中，其組成就從第1紙漿料的配合組成向第2紙漿料的配合組成連續(xù)地變化。由于型腔13內(nèi)處于加壓狀態(tài)下，故混合層能形成均勻的厚度。詳細(xì)地說，通過將各紙漿料加壓注入型腔13內(nèi)，即使是對具有從本實(shí)施形態(tài)那樣的底面部急劇豎立的立體的中空成形體進(jìn)行成形的場合，也能發(fā)現(xiàn)紙漿料在型腔內(nèi)對流且對紙漿料的攪拌作用。因此，紙漿料濃度在型腔13內(nèi)的上下方向被均勻化，第1紙漿層15、混合層16、第2紙漿層17的各壁厚被均勻化。
接著，使所述抄紙工序中的所述第2紙漿層17的形成末期的所述型腔13內(nèi)的紙漿料濃度比所供給的所述第2紙漿料的所述設(shè)定供給濃度低。尤其，在本實(shí)施形態(tài)中，從有效地抑制在第2紙漿層的形成末期的上下方向的壁厚不勻而使壁厚均勻的觀點(diǎn)看，使型腔C內(nèi)的水位下降時的型腔內(nèi)C內(nèi)的紙漿料濃度比第2紙漿料的設(shè)定供給濃度低。
在本實(shí)施形態(tài)中，首先，在第2紙漿料II的規(guī)定量的加入結(jié)束前，操作V1以從圖1的系統(tǒng)C也能供給稀釋用流體(稀釋·攪拌用流體)，使稀釋用流體與第2紙漿料II同時加壓注入，使抄紙工序中的第2紙漿層的形成末期的型腔13內(nèi)的紙漿料濃度比第2紙漿料的設(shè)定供給濃度低。
當(dāng)?shù)?紙漿料II的規(guī)定量的加壓注入結(jié)束時，操作V1以只能從系統(tǒng)C供給稀釋用流體，如圖2(d)所示，只將稀釋用流體連續(xù)地加壓注入型腔13內(nèi)，使抄紙工序中的第2紙漿層的形成末期的型腔13內(nèi)的紙漿料濃度比第2紙漿料的設(shè)定供給濃度低。利用該稀釋用流體的供給，在型腔13內(nèi)殘存的第2紙漿料被稀釋·攪拌，當(dāng)連續(xù)進(jìn)行通過吸引通道14時，在混合層上，均勻地形成作為堆積第2紙漿料的成分的最內(nèi)層的紙漿層17。在該場合，也由于型腔13內(nèi)的紙漿料利用加壓注入的稀釋用流體被稀釋·攪拌，故第2紙漿層17能形成均勻的厚度。另外，由于加壓注入稀釋用流體，故通過吸引通道14的脫水也能良好地進(jìn)行，內(nèi)面的光潔度也變得良好。
在本實(shí)施形態(tài)中，尤其，通過加壓注入作為該稀釋用流體的水及溫水等，由于殘存在配管內(nèi)的第2紙漿料也被洗凈，故在新的抄紙開始時，只能供給第1紙漿料，故能防止第2紙漿被抄紙?jiān)诔尚误w的外面。
另外，稀釋用流體的加壓注入也能在第2紙漿料II的注入后在第2紙漿料殘存在型腔內(nèi)的期間進(jìn)行。
在本實(shí)施形態(tài)的紙漿模成形體的制造方法中，使這樣在抄紙工序中的紙漿層的形成末期時型腔內(nèi)的紙漿料濃度比第2紙漿料的設(shè)定供給濃度低。所謂抄紙工序中的紙漿層的形成末期，指的是在型腔內(nèi)所供給的紙漿成為紙漿模成形體的成形所必需的紙漿整體的70-100％，最好成為80-100％的狀態(tài)。
在本實(shí)施形態(tài)的紙漿模成形體的制造方法中，最好使抄紙工序中的紙漿層的形成末期的型腔內(nèi)的紙漿料濃度，相對第2紙漿料的設(shè)定供給濃度設(shè)定為16-18％。
在紙漿層的形成末期的所述稀釋用流體的注入量，根據(jù)成形的成形體的尺寸形狀(型腔容量)、第2紙漿料的設(shè)定供給濃度可適當(dāng)設(shè)定，尤其，在第2紙漿料的設(shè)定供給濃度為1重量％以上的場合，稀釋用流體的注入量Vw，最好設(shè)定為(1/4)ρs·Vc＜Vw＜8Vc。當(dāng)稀釋用流體的注入量Vw為(1/4)ρs·Vc以下時，成形體的最大壁厚與最小壁厚之比(最大壁厚/最小壁厚)超過了最佳范圍的1.0-3.0，故除了成形體的壁厚不勻變得厲害、在干燥時產(chǎn)生烤焦或干燥效率降低以外，所獲得的成形體的壓縮強(qiáng)度也降低。另外，當(dāng)稀釋用流體的注入量Vw成為型腔容量Vc的8倍以上時，抄紙工序所需的時間變長。
在抄紙形成規(guī)定的紙漿層后，停止稀釋用流體的壓入而進(jìn)行脫水。在脫水工序中，首先如圖2(e)所示，在對型腔13內(nèi)吸引·減壓的同時，將具有彈性伸縮自如且構(gòu)成中空狀的芯子18插入型腔13內(nèi)。芯子18在型腔內(nèi)象氣球般地膨脹，通過向型腔13的內(nèi)面按壓由第1紙漿層15、混合層16、及第2紙漿層17構(gòu)成的層疊體(以下，稱為紙漿層疊體)，用于賦予型腔13的內(nèi)面形狀。因此，芯子18利用拉伸強(qiáng)度、回跳彈性及伸縮性等優(yōu)異的聚氨脂橡膠、氟系橡膠、硅系橡膠或合成橡膠等形成。
接著，如圖2(f)所示，向芯子18內(nèi)供給加壓流體使芯子18膨脹，利用膨脹的芯子18向型腔13的內(nèi)面按壓所述紙漿層疊體。于是，所述紙漿層疊體，利用膨脹的芯子18按壓型腔13的內(nèi)面將型腔13的內(nèi)面形狀復(fù)制在所述紙漿層疊體上并進(jìn)一步脫水。這樣，由于從型腔13的內(nèi)部向型腔13的內(nèi)面按壓所述紙漿層疊體，即使型腔13內(nèi)面的形狀復(fù)雜，也精度良好地將型腔13內(nèi)面的形狀復(fù)制在所述紙漿層疊體上。而且，與以往的紙漿模的制造方法不同，由于不需要使用貼合工序，故所獲得的成形體上不存在因貼合引起的連接孔及厚壁部。其結(jié)果，所獲得的成形體的強(qiáng)度提高，且外觀形象變得良好。作為用于使芯子18膨脹的加壓流體，使用例如壓縮空氣(加熱空氣)、油(加熱油)、其他各種液體。另外，供給加壓流體的壓力作成0.01-5Mpa較好，尤其最好為0.1-3Mpa。
如將型腔13的內(nèi)面的形狀充分地復(fù)制在紙漿成形體上并使紙漿層疊體脫水至規(guī)定的含水率后，如圖2(g)所示，除去芯子18內(nèi)的加壓流體。于是，芯子18自動地縮小至原來的大小。接著，將縮小后的芯子18從型腔13內(nèi)取出，再將抄紙模10打開取出具有規(guī)定含水率的濕潤狀態(tài)的紙漿層疊體19。
取出后的紙漿層疊體19接著進(jìn)行加熱·干燥工序。在加熱·干燥工序中，除了不進(jìn)行抄紙工序外，進(jìn)行與圖2所示的抄紙工序同樣的操作。即，首先，通過使一組分型模對接，將形成與需成形的成形體的外形對應(yīng)的形狀的型腔的干燥模加熱至規(guī)定溫度，將濕潤狀態(tài)的所述紙漿層疊體裝填在該干燥模內(nèi)。
接著，將與所述抄紙工序中所用的芯子18同樣的芯子插入所述紙漿層疊體內(nèi)，向該芯子內(nèi)供給加壓流體使該芯子膨脹，利用膨脹后的該芯子將所述紙漿層疊體向型腔的內(nèi)面按壓。芯子的材質(zhì)及加壓流體的供給壓力能作成與所述抄紙工序相同。在該狀態(tài)下，使所述紙漿層疊體加熱干燥。在所述紙漿層疊體充分干燥后，除去所述芯子內(nèi)的加壓流體，使該芯子收縮并取出。再打開所述干燥模取出成形的成形體。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，在成形體的成形初期及成形末期將稀釋用流體注入型腔內(nèi)，尤其，由于使成形體的形成初期的水位上升時及末期的水位下降時的型腔內(nèi)的紙漿料的濃度比第1或第2紙漿料的設(shè)定供給濃度低，能充分抑制漿料中的固形成分的自然沉降，由此，能形成上下無厚度不勻的成形體。另外，由于將第1紙漿料I及第2紙漿料II連續(xù)地注入型腔13內(nèi)，故能有效地制造在厚度方向具有多層結(jié)構(gòu)的成形體。尤其，在第2紙漿料注入結(jié)束后將水作為稀釋用流體注入的場合，即使在開始新的成形體成形時，在圖1所述的系統(tǒng)D內(nèi)也不會殘存有第2紙漿料，能直接進(jìn)行抄紙工序。
另外，這樣制造的成形體1如圖2(h)所示，是開口部2的直徑比筒體部3的直徑小的圓筒形狀的瓶(中空容器)，尤其適宜用于收容粉狀體及粒狀體等的內(nèi)容物。在該成形體1中，沒有開口部2、筒體部3及底部4的任何的連接孔，且開口部2、筒體部3、及底部4形成一體。因此，成形體1的強(qiáng)度提高，且外觀的形象變得良好。
用本實(shí)施形態(tài)制造的成形體的多層結(jié)構(gòu)是如圖3所示，在作為最外層的第1紙漿層15和作為最內(nèi)層的第2紙漿層17之間，形成有組成從第1紙漿層的配合組成向第2紙漿層的配合組成連續(xù)變化的混合層16。其結(jié)果，第1紙漿層與第2紙漿層之間的結(jié)合強(qiáng)度提高，能有效防止兩層間的層間剝離。另外，在第1紙漿層15與第2紙漿層17之間形成混合層的情況，可利用顯微鏡觀察成形體的斷面來確認(rèn)。
第1紙漿層15、混合層16、第2紙漿層17各自的厚度，可根據(jù)成形體的用途適當(dāng)決定。尤其，最外層的厚度(在本實(shí)施形態(tài)中為第1紙漿層15的厚度)，為成形體整體厚度的5-90％較好、10-70％更好、10-50％最好，在內(nèi)層使用白色度較低的紙漿纖維的場合，從外部看能具有足夠的隱蔽性的方面、即使最外層損傷時內(nèi)層也難以暴露及內(nèi)層的被覆性方面來看是理想的。各層的厚度，根據(jù)在成形體制造時的第1及第2紙漿料的注入量及濃度來決定。
用本實(shí)施形態(tài)所制造的成形體由于是多層結(jié)構(gòu)，故能分別賦予各層功能。例如，僅在第1紙漿料上通過配合顏料或染料等的著色劑及有色的日本紙或合成纖維，可僅將作為最外層的第1紙漿層15作為著色層。之所以僅在第1紙漿料上配合著色劑，由于在該生料上配合白色度較低的紙漿、例如將脫墨紙漿等的舊紙配合作為原料的紙漿的場合(例如白色度為60％以上、尤其在70％以上)能容易調(diào)整其色調(diào)，故是有效的。著色劑的配合量最好為紙漿纖維的配合量的0.1-15重量％。
另外，在第1或第2紙漿料上，用長度加權(quán)平均纖維長為0.8-2.0mm、加拿大·標(biāo)準(zhǔn)·濾水度為100-600cc，通過配合在纖維長的度數(shù)分布中纖維長0.4mm以上至1.4mm以下的范圍的纖維占整體的20-90％、且超過0.4mm至30mm以下范圍的纖維占整體的5-50％的紙漿纖維，第1紙漿層15或第2紙漿層17的壁厚變得極為均勻。尤其，作為第1紙漿料，用含有闊葉樹的漂白紙漿(LBKP)、長度加權(quán)平均纖維長為0.2-1.0mm、加拿大·標(biāo)準(zhǔn)·濾水度為50-600cc，當(dāng)使用在纖維長的度數(shù)分布中配合纖維長0.4mm以上至1.4mm以下范圍的纖維占整體的50-95％的紙漿纖維時，就使所獲得的成形體的表面平滑性變得良好，適合于印刷及涂覆。
所謂長度加權(quán)平均纖維長，指的是測定紙漿纖維的纖維長的度數(shù)分布、從其長度加權(quán)平均所求得的數(shù)值。在測定中使用KAJAANI FS-200纖維長測定器[日本バルメツトオ一トメ一シヨン公司制造]，測定條件為纖維統(tǒng)計(jì)20000以上。
另外，在第1紙漿料中通過預(yù)先配合耐水劑、防水劑、防濕劑、安定劑、防霉劑、防帶電劑等添加劑，能賦予第1紙漿層15的根據(jù)各添加劑功能的功能。作為配合這些添加劑的最外層的第1紙漿層15，其表面張力最好為10dyn/cm以下，并且防水度(JIS P 8137)最好為R10。另外，在第1紙漿料上通過預(yù)先配合熱塑性合成樹脂的粉末或纖維，而賦予第1紙漿層15的耐磨損性，可抑制起毛等。該耐磨損性的程度，用鉛筆劃痕強(qiáng)度(JIS K 5400)表示最好為3H以上。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，在使用規(guī)定的添加劑或紙漿纖維并發(fā)現(xiàn)所需的特性時，由于只要在最有效地發(fā)現(xiàn)該特性的特定層中配合該添加劑等，故與單層的紙漿模成形體相比具有能減少添加劑等的配合量的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明不限于所述實(shí)施形態(tài)。例如，在所述實(shí)施形態(tài)中，是在圖1所述的系統(tǒng)中將紙漿料及稀釋用流體向型腔內(nèi)供給的，但也可以在分別獨(dú)立的系統(tǒng)中將紙漿料及稀釋用流體向型腔內(nèi)供給。
另外，本發(fā)明，不論在所述抄紙工序中的所述紙漿層的形成初期或末期中的所述型腔內(nèi)使紙漿料濃度降低的手段，例如，在紙漿層的形成初期預(yù)先供給低濃度紙漿料，在達(dá)到規(guī)定量的時刻，也可替換成正規(guī)濃度的(設(shè)定供給濃度)紙漿料。另外，在紙漿層的形成末期也可以從正規(guī)濃度(設(shè)定供給濃度)的紙漿料替換成低濃度的紙漿料。
另外，在本發(fā)明中，從提高吸引·脫水效率來看紙漿也可以使用溫水。在使用溫水的場合，使用35-90℃的較好，尤其最好使用45-80℃的溫水。
另外，本發(fā)明的紙漿模成形體的制造方法，也可以應(yīng)用于具有單層或3層以上的層結(jié)構(gòu)的成形體的制造。
例如，也可以應(yīng)用于圖3所示的層結(jié)構(gòu)的成形體的制造，如圖4(a)所示，在圖3所示的第2紙漿層17側(cè)，再形成第1紙漿層15’，再在第2紙漿層17與第1紙漿層15之間，形成組成從第2紙漿層17的配合組成向第1紙漿層15’的配合組成連續(xù)變化的混合層16’，也可以應(yīng)用于最內(nèi)層與最外層全部具有相同配合組成的5層的層結(jié)構(gòu)的成形體的制造。該場合，通過將第1紙漿層15、15’由白色度高的紙漿構(gòu)成、將第2紙漿層17由舊紙等白色度較低的紙漿構(gòu)成，能獲得外觀上白色度高、且價(jià)格低的成形體。或如圖4(b)所示，在圖3所示的第2紙漿層17側(cè)，形成第2紙漿層17及第1紙漿層15的任何不同配合組成的第3紙漿層21，再在第2紙漿層17與第3紙漿層21之間，形成組成從第2紙漿層17的配合組成向第3紙漿層21的配合組成連續(xù)變化的混合層20，全部也可作成5層的層結(jié)構(gòu)。在該場合中，能獲得使用多種原料的多層成形體。在制造單層或3種以上的層結(jié)構(gòu)的成形體場合，向型腔內(nèi)供給的紙漿料的設(shè)定供給濃度，較好為0.1-6重量％、尤其最好為0.5-3重量％。
在抄紙成形體后，在外面及內(nèi)面上設(shè)置塑料層或油漆層等，具有使成形體的強(qiáng)度進(jìn)一步提高或防止內(nèi)容物漏出等的效果，或也可施加裝飾。
另外，在成形體使用時受到負(fù)荷的部分，例如在開口部及底部上也可以配置由塑料等構(gòu)成的增強(qiáng)構(gòu)件，使成形體的耐久性提高。另外，也可以將其中的一部分用塑料等形成。
另外，本發(fā)明，也可以應(yīng)用于開口部的橫截面形狀和筒體部的橫截面形狀基本同樣的大致長方體狀的紙箱型容器的制造。
另外，本發(fā)明，除了用于收容內(nèi)容物的中空容器外，也能應(yīng)用于放置物體等的成形體的制造。
另外，將配合組成不同的2種以上的紙漿料依次注入抄紙模的型腔內(nèi)，經(jīng)通過該抄紙模的吸引通道進(jìn)行吸引·脫水，能不形成混合層地形成由各紙漿料的固形成分構(gòu)成的紙漿層。另外，在紙漿料注入時，只利用打開排水用閥進(jìn)行排水，也能在紙漿料注入結(jié)束后進(jìn)行吸引·脫水。代替使用所述芯子的脫水，也能通過從成形體的內(nèi)部供給空氣或水蒸氣等進(jìn)行通氣脫水。另外，本發(fā)明，如所述實(shí)施形態(tài)那樣，作成組裝具有吸引通道的分型模的抄紙模，在該抄紙模的型腔內(nèi)從上方將紙漿料注入供給的制造方法是較好的，但也能應(yīng)用于將該抄紙模浸漬在裝滿紙漿料的槽內(nèi)向該抄紙模內(nèi)供給紙漿料的制造方法。另外，也能應(yīng)用于如下的制造方法在將其抄紙面向上方地配置具有吸引通道的分型模狀的抄紙模的同時，至少在該抄紙模上液體密封地配設(shè)圍繞抄紙面的外框，在用該抄紙面及該外框形成填充紙漿料的槽后，在該槽內(nèi)填充規(guī)定量的紙漿料，通過該吸引通道吸引紙漿料而在抄紙面上形成成形體。
使用圖1所示的抄紙模及供給系統(tǒng)，如下述實(shí)施例1-4及比較例1及2那樣制作成形體，從制作的成形體上切出試驗(yàn)片，研究該試驗(yàn)片的平均厚度、最大厚度、最小厚度及它們之比以及壓縮強(qiáng)度(最大強(qiáng)度)。將這些結(jié)果示于表1。另外，在表1中，還同時表示各實(shí)施例及比較例的稀釋用流體(水)的注入量及注入時間。
使用下述配合組成的紙漿料，根據(jù)圖5所示的時間程序圖，在抄紙工序中的紙漿層的形成初期及末期注入水，使型腔內(nèi)的紙漿料稀釋而制造成形體。
在制造成形體時，首先，在紙漿料注入前，將作為稀釋用流體的1升(0.25升/秒)的常溫水(5-20℃的自來水，以下相同)注入型腔(容量為1升)內(nèi)后，以壓力0.1Mpa加壓注入紙漿料。接著，通過吸引通道對型腔內(nèi)進(jìn)行吸引·脫水，將紙漿堆積在抄紙面上。而且，在注入4.5升的紙漿料后，將作為稀釋用流體的常溫水1升(0.25升/秒)注入型腔。在這樣的所獲得的紙漿層疊體內(nèi)插入由彈性體構(gòu)成的芯子，在芯子內(nèi)以壓力0.3Mpa壓入空氣使紙漿層疊體向型腔內(nèi)面按壓而進(jìn)一步進(jìn)行脫水。
接著，打開抄紙模，取出紙漿層疊體，將其裝填于干燥模內(nèi)。干燥模具有與抄紙模同樣形狀的型腔。而且，在裝填于干燥模內(nèi)的紙漿層疊體內(nèi)插入由彈性體構(gòu)成的芯子，在芯子內(nèi)以壓力1Mpa壓入空氣將紙漿層疊體向型腔內(nèi)面按壓的狀態(tài)下，將干燥模加熱至220℃使紙漿層疊體干燥。在紙漿層疊體充分干燥后打開干燥模，取出瓶狀的成形體。


<紙漿料的組成>
液體成分水固形成分重量比7∶3的脫墨舊紙(DIP)與NBKP的混合紙漿紙漿料的設(shè)定供給濃度1重量％[實(shí)施例2-4]除了在抄紙工序中的稀釋用流體的水的注入量和注入時間如表1所示的以外，其余與實(shí)施例1同樣地制作二層成形體。
除了不注入水、不稀釋紙漿料以外，其余與實(shí)施例1同樣地制作成形體。
除了作為抄紙工序中稀釋用流體的誰的注入量及注入時間如表1所示外，與實(shí)施例1同樣制作成形體。
用千分表測定正立的成形體的周壁部(螺紋牙部分除外)高度方向的規(guī)定8處壁厚，用最大厚度、最小厚度和它們之比以及平均壁厚進(jìn)行評價(jià)。

在所獲得的瓶狀的成形體的口部，將外周面上設(shè)有螺紋牙的筒狀的零件壓入后，在充填有粉末(花王公司制造、商品名稱《粉末ウィドハィタ(日文)》)79克的狀態(tài)下將蓋子旋裝在該零件上，然后將該試驗(yàn)品裝在壓縮強(qiáng)度測定機(jī)(日本オリエンテツク公司制造、RTA-500)上，將橫頭速度設(shè)定成20mm/min進(jìn)行測定。
由表1所示的結(jié)果可知，利用實(shí)施例1-4制作的成形體(本發(fā)明品)與比較例1、2的成形體相比，可確認(rèn)為上下方向的壁厚不勻較小，且壓縮強(qiáng)度也優(yōu)異。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性采用本發(fā)明，能高效率地制造抑制上下方向壁厚不勻的紙漿模成形體。
權(quán)利要求
1.一種紙漿模成形體的制造方法，具有在將設(shè)有吸引通道的分型模組裝而作成抄紙模、在向該抄紙模的型腔內(nèi)開始供給規(guī)定的設(shè)定供給濃度的紙漿料后、通過該吸引通道吸引該紙漿料而在該抄紙模的內(nèi)面上形成紙漿層的抄紙工序，其特征在于，使所述抄紙工序中所述紙漿層的形成初期或/及末期的所述型腔內(nèi)的紙漿料的濃度比所供給的所述紙漿料的所述設(shè)定供給濃度低。
2.如權(quán)利要求1所述的紙漿模成形體的制造方法，其特征在于，至少在向所述型腔內(nèi)的所述紙漿料的供給開始前或/及供給結(jié)束后，向該型腔內(nèi)供給該紙漿料稀釋用的流體。
3.如權(quán)利要求1所述的紙漿模成形體的制造方法，其特征在于，向所述型腔內(nèi)供給的所述紙漿料，是配合組成不同的2種以上的紙漿料，在一種紙漿料開始供給后，供給另一種紙漿料。
4.一種紙漿模成形體的制造方法，具有在將設(shè)有吸引通道的分型模組裝而作成抄紙模、在向該抄紙模的型腔內(nèi)開始供給規(guī)定的設(shè)定供給濃度的紙漿料后、通過該吸引通道吸引該紙漿料而在該抄紙模的內(nèi)面上形成紙漿層的抄紙工序，其特征在于，向所述型腔內(nèi)供給的所述紙漿料，是配合組成不同的2種以上的紙漿料，在一種紙漿料開始供給后供給另一種紙漿料，且至少在向所述型腔內(nèi)供給最后紙漿料的供給結(jié)束后，向該型腔內(nèi)供給最后的紙漿料稀釋·攪拌用的流體。
全文摘要
一種紙漿模成形體的制造方法，具有將設(shè)有吸引通道(14)的分型模(11、12)組裝而成抄紙模(10)、在該抄紙模(10)的型腔(13)內(nèi)開始供給規(guī)定的設(shè)定供給濃度的紙漿料后、通過該吸引通道(14)吸引該紙漿料而在該抄紙模(10)的內(nèi)面上形成紙漿層(15)的抄紙工序。使抄紙工序中的紙漿層(15)的形成初期或/及末期的型腔(13)內(nèi)的紙漿料的濃度比所述紙漿料的所述設(shè)定供給濃度低。
文檔編號D21J3/00GK1422348SQ01807757
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者津浦德雄, 小林洋昭, 大谷憲一, 大崎雅之, 小田嵨信吾 申請人:花王株式會社