专利名称：纸浆模制品的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种纸浆模制品的制造方法及纸浆模制中空容器，所述纸浆模制品适用作收纳例如，粉粒料或液体等收容物的容器。
背景技术：
通常，对如有盖容器或瓶子等的包装容器来说，为使上述容器具有优异的成形性的同时，对其生产效率也具有有利因素，通常，上述容器是使用塑料制容器。然而，塑料制容器在其废弃后的处理上存在很多问题，因此，人们正在关注用纸浆模制方法成形的纸浆模制容器来取代所述的塑料制容器。对纸浆模制容器来说，不光其废弃处理容易，还可以利用再生纸进行制造，因而，使用纸浆模制品的另一优点是成本低。
为了制造具有上述特性的纸浆模制容器，可以采用如日本专利公报特公昭51-34002号公报所揭示的方法，将配合成形体形状而成形的成形网浸渍于纸浆生料中，使用真空泵等设备对该成形网抽真空，使在所述成形网表面上堆积纸浆纤维之后，将该成形网运送至干燥炉内，将所述的纸浆纤维烘干，藉此，得到纸浆模制容器。
然而，在上述方法中，要除去粘附于成形网上的抄浆沉淀物等很困难，而且，由于纸浆纤维抱合于成形网上，这使得抄浆后及干燥后的脱模及取出都很困难，使得产品容器的外观设计受到限制。
日本专利特开昭55-71900号公报上公开了一种纸浆模制品的制造方法，所述方法系使连续的扁平多孔质织物接触附着于模具表面，在该多孔质织物表面堆积形成模仿该模具外表面形状的纸浆纤维。然后，使层叠的纸浆层压体脱水干燥，与所述模具及所述多孔质织物脱离，藉此制得纸浆模制品。
然而，在上述方法中，为使多孔质织物仅仅是接触模具表面，需制造产品的深度在60mm以上的、及具有凸起物、阶梯差等复杂形状的制品，为此，要使多孔质织物沿模具的外表面形状接触成为困难的。另外，在上述方法中，须用于运送模具及多孔质织物的运送机械也较复杂，这使得设备增大，成本上升。
因此，本发明的目的在于提供一种纸浆模制品的制造方法及纸浆模制中空容器，所述纸浆模制品的制造无需大型机械设备，且可以容易地从模具中取出成形制品，所制得的复杂形状的纸浆模制品具有均匀的壁厚。
发明的揭示本发明藉由提供一种纸浆模制品的制造方法而达到了上述目的，本发明的纸浆模制品的制造方法的特征在于在一组其内部形成有多个连通至其外部的连通孔的抄纸分开模的各个分开模表面上形成纸浆层压体，然后，使该组分开模互相(碰合)对接，使上述纸浆层压体互相贴合。
附图的简单说明
图1所示为将分开模浸渍于纸浆生料中的状态的剖视图。
图2所示为用分开模进行抄纸时的状态的剖视图。
图3所示为将一组分开模在纸浆中对接状态的示意图，图3(a)所示为分开模处于对接前状态的横剖视图，图3(b)所示为分开模处于对接后状态的横剖视图。
图4所示为将一组分开模从纸浆生料中拉出后再作对接时状态时的示意图，图4(a)所示为分开模处于对接前状态时的横剖视图，图4(b)所示为分开模处于对接后状态时的横剖视图。
图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)及图5(e)分别顺序表示在中空容器的中间体内插入中空状弹性体，并使该弹性体膨胀，藉由膨胀的弹性体将上述中空容器的中间体向加热模内侧面挤压，使该中空容器中间体干燥，制得纸浆模制中空容器的工序的剖视图。
图6(a)、图6(b)及图6(c)分别为顺序表示对接的分开模内插入中空状的冷铸型坯(即所谓的预铸体型坯)，使该冷铸型坯膨胀，并藉由膨胀的冷铸型坯将上述纸浆层压体挤压向模的内侧面，将该层压体烘干，制得纸浆模制中空容器的工序的剖视图。
图7(a)及图7(b)所示分别为增大纸浆层压体的对接部分的壁厚，将该纸浆层压体互相贴合时的状态的示意图。图7(a)为使分开模对接之前的状态的横剖视图，图7(b)为使分开模对接之后的状态的横剖视图，图7(c)为将纸浆层压体的对接面一侧向外侧长出，使纸浆层压体之间互相贴合的状态的示意图。
实施本发明的最佳形态以下，参照附图，就使用本发明的第1实施形态作一详细说明。
图1所示为将分开模浸渍于纸浆生料中时的状态的剖视图，图2所示为用分开模进行抄纸时的状态的剖视图，图3及图4所示为将一组分开模对接的状态的示意图。图3(a)及图4(a)所示分别为分开模处于对接前状态的横剖视图，图3(b)及图4(b)所示分别为分开模处于对接后的状态的横剖视图。
图5表示在中空容器的中间体内插入中空状的弹性体，使该弹性体膨胀，并通过膨胀的弹性体将上述中空容器的中间体向加热模的内侧面挤压，藉此烘干该中空容器中间体，制得纸浆模制中空容器的顺序工序的剖视图。
本实施形态的纸浆模制品中空容器的制造方法的特征在于，分别将一组其中具有多个自分开模外侧面连通至其型腔中的连通孔的分开模浸渍于纸浆生料中，通过上述连通孔，将型腔抽真空，使纸浆纤维堆积于该分开模内壁面，藉此，形成纸浆层压体之后，对接一组该分开模，使该纸浆层压体之间互相贴合。
以下，参照附图，就本实施形态的纸浆模制品中空容器的制造方法作一详细说明。
首先，如图1所示，准备一组其中具有多个自分开模外侧面连通至其型腔中的连通孔1的分开模2、3(图1中，省略图示另一分开模3)。在本实施形态中，分别赋予分开模2、3的分开模内侧型腔壁面2a、3a以顺应容器的形状的型腔形状。
另外，图中虽然未示，各个连通孔1分别了连接至吸引管10，通过所述吸引管10，可用真空泵等抽真空。
接着，如图2所示，分别将一组如上所述的分开模2、3浸渍于盛满于容器5内的纸浆生料6中。浸渍于纸浆生料6中时，可以使一组分开模2、3同时浸渍于该纸浆中，也可以分别浸渍。
纸浆生料系将纸浆纤维分散于水中而形成。这些纸浆纤维的浓度较好的是在0％(重量)以上、6．0％(重量)以下，更好的是，上述纸浆纤维的浓度在0．1-3．0％(重量)的范围。又，所述纸浆纤维以针叶树或阔叶树等的木材纸浆及竹子、稻草等的非木材纸浆为宜。又，纸浆纤维的长度和粗度较好的是，分别在0．1-10．0mm和0．01-0．10mm的范围为宜。
然后，通过上述连通孔1抽真空，使纸浆纤维分别堆积于分开模型腔内壁面2a、3a上。其结果，如图3(a)所示，在各个分开模型腔内壁面上形成纸浆层压体7、8。此时的抄纸时间以2-10秒为宜。又从成形制品的表面性能及纸浆层压体7、8的加工性能来说，抽真空时的真空度以100-600乇为宜。纸浆层压体7、8的厚度以0．5-10mm为宜。
以下，如图3(b)所示，在形成纸浆层压体7、8之后，立即将一组上述的分开模2、3在纸浆生料6中对接，使各自的纸浆层压体7、8之间分别贴合。根据该贴合的方法，在得到的真空容器的内侧面上，不会产生与贴合部9对应部分的阶梯差，由此，可以获得均匀的壁厚。在贴合时，分别将各个分开模2、3抽真空，则可以更加良好地进行贴合，得到壁厚更加均一的真空容器。
在进行上述分开模2、3的对接时，也可使用如下所述的方法。即，如图4(a)所示，在二分开模2、3型腔内侧面2a、3a上形成纸浆层压体7、8之后，将二分开模2、3从纸浆生料6中提出。此时，在一侧的分开模2上，如图4(a)所示，设置有一对辅助模具4、4，该辅助模可装卸自如地对接于另一分开模3的对接部上。该辅助模4、4的作用在于在贴合其后的工序中形成的纸浆层压体时，形成贴合部，其前端稍稍突出于给定型腔形状的分开模内侧壁面2a。从而，由于纸浆纤维堆积于辅助模具4、4上，如图4(a)所示，在一侧的纸浆层压体7的对接侧，形成其向内侧突出的重叠部(贴合部)。
在将分开模2、3提起的状态下，如图4(b)所示，对接二分开模2、3，使其各自的纸浆层压体7、8互相贴合。在对接分开模2、3时，卸下设于一侧分开模2上的辅助模具4、4。由此，在贴合纸浆层压体7、8时，由于在一侧纸浆层压体7的对接面上形成贴合部9，所以，另一侧的纸浆层压体8的对接面也与贴合部9重合。在互相贴合纸浆层压体7、8时，从容易贴合的角度考虑，贴合部分的含水率以40-95％(重量)为宜，特别好的是在60-90％(重量)的范围。
在将纸浆层压体7、8互相贴合之后，打开上述分开模2、3，取出处于湿润状态下的真空容器中间体。所取出的真空容器中间体再经加热、干燥工序。在加热、干燥工序中，首先如图5(a)所示，对接一对加热模22、23，藉此，将湿润状态下的上述真空容器中间体(以下，简称为“中间体”)30装填于形成有与待成形中空容器的外形相对应形状的型腔的金属模内。在该加热模22、23中，设有自其外侧面连通至上述型腔内的多个连通孔21。接着，如图5(a)所示，将加热模22、23内减压，同时，将具有弹性、可伸缩自如且形成中空状的型芯11插入上述中间体30内部。
上述型芯11较好的是由具有优异的拉伸强度、反弹性能及伸缩性的天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性体等材料所形成，最好的是，所述型芯由聚胺酯、氟、硅橡胶等组成。
其次，如图5(b)所示，对上述型芯11内供给加压流体，使该型芯1膨胀，在膨胀型芯11的膨胀力作用下，将所述中间体30向着加热模内侧(壁)面22a、23a挤压。于是，所述中间体30在膨胀型芯11的挤压下，压向加热模内侧面22a、23a，使该加热模内侧面22a、23a的形状被复制(复制)。
为此，即使该加热模内侧面22a、23a的形状很复杂，也可将该加热模内侧面22a、23a的形状精确地复制至所述中间体30上。
上述流体可以使用如空气、氮、氩等的气体，及如硅系油、烃系油、石蜡等的液体，或如玻璃珠、氧化铝粒、砂等的固体。在将流体供给至型芯11时的压力较好的是在0．01-5MPa，特别好的是在0．1-3MPa的范围。如所述压力不到0．01MPa，则有时，流体无法将所述中间体30挤压至加热模内侧壁面22a、23a上；如所述压力超过5MPa，则有时，流体会将所述中间体30挤压溃。
其次，对所述中间体30进行加压。脱水、干燥。然后，如图5(c)所示，抽出所述型芯11内的流体。由弹性体材料所形成的型芯11在弹性力的作用下，收缩，回到原来的大小。然后，如图5(d)所示，将缩小的型芯11从加热模22、23中取出，打开该加热模22、23，取出一体化的纸浆模制中空容器12。所述纸浆模制中空容器12如图5(e)所示，其贴合部9的厚度大，强度也大。
根据上述实施形态，因是分别在由一组分开模进行抄纸之后，将抄纸的纸浆层压体，于纸浆生料中，或在从纸浆生料中提出之后，至少将其贴合部分的含水率作如上所述的调整，以使在湿润状态下进行贴合，所以，可容易地进行所述纸浆层压体相互之间的贴合。又，由于可以将模具分开，所以，可以形成复杂的型腔形状。为此，可以制得各种具有复杂的、不受外观设计限制的形状的纸浆模制中空容器。另外，无需使用如以往技术所使用的成形网，即可容易地从分开模中取出成形体，同时，也无须大型设备。
又，纸浆层压体7、8的相互贴合是在形成纸浆层压体7、8之后立即进行的，但也可在形成、烘干纸浆层压体7、8之后进行。此时，贴合部分的含水率不言而喻，在0-95％(重量)的范围。
又，在所述实施形态中，使用了弹性体型芯11，但，作为所述的型芯11，也可使用中空状的袋子。此时，如图5(c)所示，在抽出所述流体之后，对该袋子进行减压，藉此，使得袋子萎缩，然后，从加热模取出。或者，也可不取出所述袋子，而是内置于上述中间体30中。由此，可以作成具有优异的防水性、防湿性及气密性的纸浆模制中空容器。另外，也可不通过型芯11，而是直接将所述加压流体供给至所述中间体30内。
此外，作为型芯11，也可使用由预成形的热塑性树脂所构成的冷铸型坯(即所谓的预成型型坯)。
以下，简单说明在使用冷铸型坯时的制造例。又，至抄纸为止的工序因与先前的实施形态相同，故在此省略其说明。
如图6(a)所示，将在喷嘴部形成螺旋部12的中空状冷铸型坯作为型芯11，插入所述加热模22、23的型腔中。此时，在加热流体的吹送下，加热冷铸型坯，使其得以膨胀。
作为热塑性树脂，较好的是，使用如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂。冷铸型坯的加热温度较好的是，在使用PP时为120-140℃，在使用PET时为100-130℃的范围。
以下，如图6(b)所示，将加压流体供给至上述型芯11内，使该型芯11膨胀，藉由型芯11的膨胀，将上述中间体30挤压向加热模型腔内侧面22a、23a上，使该中间体30加压、脱水及烘干。吹送至型芯11内的加压气体可使用如同上述实施形态中的气体。
这样，如图6(b)所示，上述中间体30藉由膨胀的型芯11，被挤压向加热模型腔内侧面22a、23a上，使该加热模型腔内侧面22a、23a上的型腔形状被复制的同时，也进行脱水和烘干。另外，在上述中间体30的内侧面上，密贴形成有由膨胀的冷铸型坯形成的热塑性树脂薄膜13。根据上述方法，即可以使热塑性树脂薄膜13的内部形成和上述中间体30的烘干、脱水同时进行，由此，可以简化制造工序，提高生产效率，同时，降低成本。
另外，如图6(c)所示，在抽出上述型芯11内的加压流体之后，打开加热模22、23，取出在上述中间体30的内侧面上形成有热塑性树脂薄膜13的纸浆模制中空容器14。
如上所制得的纸浆模制中空容器14，因是将热塑性树脂薄膜13内置于瓶内面上，因此，具有优异的防水性、防湿性及气密性，可以将粉粒料及液体等收纳于瓶子中。
以下，就本发明的第2实施形态作一说明。关于本发明的第2实施形态，仅就其不同于上述第1实施形态的地方进行说明，相同之处不作特别的说明，但适当使用在第1实施形态中已详述的有关说明部分。
在本实施形态中，在抄纸用分开模2、3的各个分开模表面上被覆粗、密的成形网层之后，将纸浆纤维堆积于该成形网上。更具体地，作为该成形网层使用由第1网层和其网眼较第1网层更细的第2网层所构成的成形网层。在将第1网层密贴、覆盖于分开模2、3上去的同时，将第2网层被覆于第1网层之上。或者，更具体地，作为该成形网层使用由第1网层和其网眼较第1网层更细的第2网层所构成的成形网层。在将第1网层密贴、覆盖于分开模2、3上去的同时，将第2网层形成于第1网层之上。由此，作成如下的结构在网眼较粗的第1网层之上被覆网眼较细的第2网层，或者，在网眼较粗的第1网层之上形成网眼细的第2网层。藉此结构，可以减少分开模2、3上开设的连通孔1的数目，且，可以以均匀的厚度抄造纸浆层压体7、8。又，上述纸浆层压体7、8的内壁及外壁可作成平滑面，可以容易地从分开模2、3中取出纸浆层压体。
上述第1网层和第2网层作成粗、密的网层，且在被覆于上述分开模2、3上去之时，使其顺沿该分开模2、3的表面形状密贴。例如，在第1网层及第2网层上可以单独或组合使用由天然材料、合成树脂、或金属组成的材料。又为了提高网层的平滑性能、耐热性能及耐久性能，也可作表面改性涂层。
作为天然材料，有植物纤维、动物纤维等，作为合成树脂，有热塑性树脂、热固化性树脂、再生树脂、半合成树脂。
又，第1网层的平均最大开孔幅度为1-50mm，特别好的是5-10mm。这里，开孔幅度指第1网层的网线间距离。
又，上述第1网层的平均最大开孔面积比率为30-95％，特别好的是75-90％。
又，第2网层的平均最大开孔幅度为0．05-1．0mm，特别好的是0．2-0．5mm。这里，开孔幅度指第2网层的各网线内径尺寸。
又，上述第2网层的平均最大开孔面积比率为30-90％，特别好的是50-80％。
在本实施形态中，对于第1网层，在贴装于上述分开模2、3的状态下，使用平均最大开孔幅度为3-6mm，平均开孔面积比率为80-92％，网线幅度为0．3mm的网层。上述的第1网层在贴装于上述分开模2、3之前的状态下，其平均最大开孔幅度为0．08-0．25mm，平均开孔面积比率为46％，网线幅度为0．12mm。
第2网层在贴装于上述分开模2、3的状态下，使用平均最大开孔幅度为0．22-0．35mm，平均开孔面积比率为58-69％，网线幅度为0．06-0．07mm的网层。上述的第2网层在贴装于上述分开模2、3之前的状态下，其平均最大开孔幅度为0．38-0．42mm，平均开孔面积比率为75-75％，网线幅度为0．05-0．06mm。
第2网层只要是可藉由将分开模内抽真空，使通过第1网层开孔，只要具有不接触该分开模表面的程度的刚性即可。
以上，是就使用本发明的具体的实施形态作了说明。但本发明并不限于上述实施形态。例如，可以如图7(a)及(b)所示，将各个纸浆层压体7、8的对接部15、16的壁厚作得大于其它部分。要提高对接部15、16的壁厚，只要对该部分进行较其它部分更强、或时间更长的抽真空即可。又，如图7(c)所示，也可将纸浆层压体7、8相互的对接面一侧15、16向外侧长出，以增加纸浆层压体7、8的对接面积。长出的部分15、16的厚度可以薄于纸浆层压体7、8的厚度。此时，在贴合后，进行修边。如此，可容易地进行各个纸浆层压体7、8的贴合，增加结合强度。
又，根据需要，也可以规定的方法对贴合部分进行修边，以使所制得的中空容器的外观更加良好。
又，可将中空容器中间体30挤压于具有规定形状的型腔，且，未被加热的金属模的内壁面，使之加压、脱水，然后，再以其它方法加热干燥，以取代由加热模22、23进行的加压、脱水及烘干。
又，这里是在各个分开模2、3上抄纸之后，将这些分开模2、3对接，使其各自的纸浆层压体7、8互相贴合的，但，也可将抄纸形成的纸浆层压体7、8从分开模2、3取出，移送至其它的加热加压模上去之后，对接这些加热加压模，使纸浆层压体7、8互相贴合。
又，这里是在分开模2、3中分别形成一个型腔的，但也可以使用这样的模具，所述模具在各自的分开模中每隔规定间隔形成多个纸浆层压体7、8，可以用一个模具抄纸多个纸浆层压体。
或者，也可以在一个模具中，并列形成其部分型腔空间连通的二个型腔，在连通部分，折叠模具，用可贴合其各自的纸浆层压体的模具进行抄纸。使用该模具，可以得到其一侧边缘连接的半开形状的一对纸浆层压体。
另外，在上述一侧分开模2上，设置有可装卸自如的一对辅助模具4、4，但也可在分开模2、3双方设置可装卸自如的一对辅助模具4、4。
在上述实施形态中，是使用二个一组的抄纸用分开模，但根据所需成型的成型制品的形状，也可使用三个以上的抄纸用分开模。关于图5及图6所示的加热模，其情况也相同。
再有，在上述实施形态中，是有关瓶状中空容器的制造方法，但，本发明的制造方法也可适用于其它形状的容器，例如，可用于箱形的纸板箱容器等的制造。
产业上的可利用性如从上述也可明白，本发明提供了一种纸浆模制品的制造方法及纸浆模制中空容器，所述纸浆模制品的制造无需大型设备，且可以容易地从模具中取出成形制品，所制得复杂形状的纸浆模制品具有均匀的壁厚。
权利要求
1．一种纸浆模制品的制造方法，其特征在于，在一组其内部形成有多个连通至其外部的连通孔的抄纸分开模的各个分开模表面上形成纸浆层压体，然后，使该组分开模互相对接，使上述纸浆层压体互相贴合。
2．如权利要求1所述的纸浆模制品的制造方法，其特征在于，在所述分开模的一方或双方的至少一部分对接部分上，形成所述纸浆层压体的相互贴合部。
3．如权利要求1所述的纸浆模制品的制造方法，其特征在于，对对接一组所述的分开模而形成的所述纸浆层压体的相互贴合体的内部供给流体，使所述纸浆层压体挤压向具有规定形状的型腔的模具内侧壁面，并脱水。
4．如权利要求3所述的纸浆模制品的制造方法，其特征在于，所述具有规定形状型腔的模具为加热模，使上述纸浆层压体挤压向该加热模内侧壁面，进行脱水、烘干。
5．如权利要求3所述的纸浆模制品的制造方法，其特征在于，用所述流体的挤压进行的脱水是通过型芯进行。
6．如权利要求1所述的纸浆模制品的制造方法，其特征在于，在上述分开模表面，在被覆粗、密的网层之后，使纸浆纤维堆积于该网层之上，藉此形成纸浆层压体。
全文摘要
一种纸浆模制品的制造方法,其特征在于:在一组其内部形成有多个连通至其外部的连通孔的抄纸用分开模(2、3)的各个表面上形成纸浆层压体(2a、3a),然后,在该组分开模互相(碰合)对接的状态下脱水,藉此,使上述纸浆层压体互相贴合。
文档编号D21J7/00GK1291251SQ9980318
公开日2001年4月11日 申请日期1999年2月22日 优先权日1998年2月23日
发明者熊本吉晃, 小田仓伸次, 大谷宪一, 小田嶋信吾, 津浦德雄 申请人:花王株式会社