專利名稱：紙漿模塑成形體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明是申請日為2000年11月17日、申請?zhí)枮?0133924.9、發(fā)明名稱為紙漿模塑成形體的制造方法的分案申請。
本發(fā)明涉及可提高脫水效率和干燥效率的紙漿模塑成形體的制造方法。且本發(fā)明涉及對脫水時和干燥時在成形體的所需部位的含水率可控制的紙漿模塑成形體的制造方法。
對于紙漿模塑成形體的制造方法的現(xiàn)有技術，記載在日本發(fā)明專利公開1997年第119100號公報上。該技術是，在裝滿高溫紙漿料的液槽內(nèi)，浸入具有吸引通道的抄紙模具，通過該吸引通道吸引紙漿料來抄制成形體，以縮短以后的成形體的脫水工序時間。
但是，在從抄制初期供給高溫的紙漿料進行抄制時，除了需要能量成本外，還存在著如下的問題因紙漿料的流動性過分高，在形成濕潤狀態(tài)的成形體的表面層上紙漿料的流動很雜亂，故易產(chǎn)生所獲得的成形體的壁厚不均。另外，有時不能獲得通過染色顏料、膠料劑等添加劑的添加所獲得的所需的效果，尤其在增加染色顏料時，存在著在抄制初期形成的成形體外表面上產(chǎn)生色差的問題。
然而，在紙漿模塑成形體的制造工序中，從提高操作性和縮短干燥時間等觀點看，對經(jīng)抄紙而獲得的濕潤狀態(tài)的成形體設有脫水的工序。對于此脫水，我們知道有使用彈性體進行擠壓脫水的方法和用可撓性膜進行加壓脫水的方法。
但是，在所述的各種脫水方法中，由于若使成形體的含水率降低，則需提高加壓力，故紙漿陷入抄紙網(wǎng)，在成形體的表面上殘留網(wǎng)的痕跡而使外觀變差。另外，為提高加壓力而會使裝置大型化。此外，機械的脫水自然而然地有限度，要脫水到應符合規(guī)定的含水率需要很長時間，脫水效率不良。
另一方面，我們知道如日本發(fā)明專利公開1978年第18056號公報、日本發(fā)明專利公開1985年第4320號公報和日本發(fā)明專利公開1997年第316800號公報中揭示的利用蒸氣對濕潤狀態(tài)的成形體加熱進行干燥的方法。但是，由于該方法是利用有蒸氣的熱量，通過熱交換而使成形體干燥的，故對能量方面來說是不利的。
有時還有與上述它們不同的現(xiàn)象在用紙漿模塑法對縱向長的成形體進行抄制時，根據(jù)抄制的條件而使紙漿料中的紙漿纖維依靠重力沉降，在成形體的上部和下部產(chǎn)生壁厚不均。
當對產(chǎn)生有這種壁厚不均的成形體進行脫水時，薄壁部分易進行脫水，相反地，壁厚部分難以進行脫水。在脫水后的薄壁部分，紙漿纖維之間的氫鍵更緊密，保形度提高。其結果，在下一個工序的加熱干燥工序中，當一邊使脫水后的成形體產(chǎn)生所需形狀一邊使其干燥時，在脫水后的薄壁部分因保形度較高而難以賦予形狀，從而很難在成形體上賦予所需的形狀。另外，脫水后的薄壁部分，在加熱干燥工序中容易產(chǎn)生燒傷或烤焦等的變色。另一方面，在脫水程度相對較低的厚壁部分，與薄壁部分相比，因需要進一步脫水，故難以縮短干燥工序的時間。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種紙漿模塑成形體的制造方法，其可將能量成本抑制得較低，且可抑制成形體的壁厚不均又不影響添加劑的添加效果，以可進行紙漿模塑成形體的制造。
本發(fā)明另一目的在于，提供一種可高效地使?jié)駶櫊顟B(tài)的成形體脫水和干燥的紙漿模塑成形體的制造方法。
本發(fā)明又一目的在于，提供一種紙漿模塑成形體的制造方法，其容易對脫水時和干燥時的成形體的所需部位的含水率進行控制并在加熱干燥工序中賦予規(guī)定的形狀。
本發(fā)明再一目的在于，提供一種可防止加熱干燥工序中的成形體產(chǎn)生燒傷或烤焦等的變色的紙漿模塑成形體的制造方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的紙漿模塑成形體的制造方法，具有抄紙工序和脫水工序，抄紙工序是，將紙漿料供給于具有吸引通道的抄紙模具的抄紙面，通過該吸引通道吸引該紙漿料并在該抄紙面上堆積紙漿而形成濕潤狀態(tài)的成形體；脫水工序是，對在該抄紙工序所形成的濕潤狀態(tài)的該成形體進行脫水；其特點是，在朝向所述抄紙面的所述紙漿堆積過程中，使所述紙漿料升溫。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的另一紙漿模塑成形體的制造方法是，將紙漿料供給于形成規(guī)定形狀空腔的抄紙模具的所述空腔內(nèi)，對所述空腔內(nèi)朝向所述抄紙模具的外部吸引而在所述空腔的內(nèi)面形成濕潤狀態(tài)的紙漿模塑成形體后，在將所述空腔內(nèi)設為氣密封的狀態(tài)下吹入脫水用流體，對所述紙漿模塑成形體進行脫水，其特點是，將過熱蒸氣用作為上述脫水用流體，且使所述空腔內(nèi)的壓力處于98kPa(壓強計)以上地吹入該過熱蒸氣，或者使用未被加熱或被加熱的壓縮空氣作為所述流體，且使所述空腔內(nèi)的壓力處于96kPa(壓強計)以上地吹入該壓縮空氣。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明紙漿模塑成形體的制造方法的一實施形態(tài)所使用的抄制裝置的示意圖；圖2A、圖2B、圖2C和圖2D分別是本發(fā)明紙漿模塑成形體的制造方法的一實施形態(tài)的示意工序圖；圖3是表示本發(fā)明紙漿模塑成形體的制造方法的另一實施形態(tài)所使用的抄制裝置的模式圖；圖4A和圖4B是依次表示本發(fā)明紙漿模塑成形體的制造方法的另一實施形態(tài)的抄紙、脫水工序的模式圖，圖4A是紙漿料注入和抄制工序，圖4B是脫水用流體的供給和脫水工序。
下面，根據(jù)


本發(fā)明的較佳實施形態(tài)。圖1是模式表示本發(fā)明紙漿模塑成形體的制造方法所使用的抄制裝置的一實施形態(tài)。在該圖中，符號1表示抄制裝置。
如圖1所示，本實施形態(tài)的抄制裝置1，以所謂的互換式的合模裝置本體(未圖示)構成主體，其結構是使一對拼合模具11、11相對配置，通過使它們水平移動裝配，從而形成在內(nèi)部具有上方開口的空腔13的抄紙模具10，此外，還具有向抄紙模具10的抄紙面(抄紙網(wǎng)的內(nèi)面)供給紙漿料的紙漿料供給裝置20；吸引由供給裝置20供給于空腔13內(nèi)的紙漿料中的水分的吸引裝置30；使供給后的紙漿料升溫的升溫裝置40；以及在脫水工序中將濕潤狀態(tài)的成形體予以脫水的脫水裝置50。
在構成抄紙模具10的拼合模具11、12的內(nèi)部設有吸引通道14，而抄紙模具10具有將向空腔13外排出的紙漿料中的水分予以排出的排水管路15。構成抄紙模具10的拼合模具11、12的內(nèi)面由堆積紙漿料的抄紙網(wǎng)(未圖示)覆蓋。
對于抄紙網(wǎng)，可單一或組合多個使用天然纖維、合成纖維或金屬纖維構成的網(wǎng)。也可使用組合編入所述原材料纖維的網(wǎng)。最好使用易形成網(wǎng)的、耐久性良好的合成纖維。作為所述天然纖維，例如有植物纖維、動物纖維等。作為所述合成纖維，例如有由熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、半合成樹脂所構成的合成樹脂纖維。作為所述金屬纖維，例如有不銹鋼纖維、銅纖維等。最好在提高抄紙網(wǎng)的滑性、耐久性的基礎上對其纖維表面進行改良。
最好在防止緊貼拼合模具內(nèi)面、良好保持吸引效率的基礎上，抄紙網(wǎng)的平均開口面積率為10～70％，25～55％更好。最好在紙漿料中的固形成分順利通過網(wǎng)和抑制網(wǎng)的堵塞并可靠地進行抄紙的基礎上，抄紙網(wǎng)的平均最大開孔寬度為0.1～1.5mm，0.3～1.0mm更好。
紙漿料的供給裝置20具有以規(guī)定溫度將設定供給濃度的紙漿料予以儲存的儲存槽21；從該儲存槽21將紙漿料導向到空腔13的開口部的供給管路22；配設在供給管路22上的壓送泵23；測量紙漿料流量的流量計24；以及三通閥25。儲存槽21、壓送泵23、流量計24和三通閥25串聯(lián)配置。儲存槽21具有攪拌機26。三通閥25上連接有使紙漿料回流到儲存槽21的回流管27。從而可根據(jù)流量計24的輸出來操作三通閥25并可向抄紙模具10方向或儲存槽21方向切換紙漿料的流路。
吸引裝置30具有吸引泵31；通向吸引泵31及拼合模具11、12的吸引通道14的吸引管路32；以及配設在吸引管路32上的開閉閥33。
升溫裝置40具有儲存規(guī)定溫度溫水(升溫用流體)的溫水儲存槽41；通過三通閥42而將溫水儲存槽41與供給管路22連接起來的溫水供給管路43；壓送泵44；以及流量計45。三通閥42可以僅供給來自儲存槽21的紙漿料、僅供給來自溫水儲存槽41的溫水或可同時供給紙漿料和溫水的兩方。
脫水裝置50具有將脫水用流體供給于空腔13內(nèi)的供給裝置51；將該供給裝置51和供給管路22連接起來的供氣管路52；夾裝在該供氣管路52上的開閉閥53；以及后述的型芯(日文中子)54(參照圖2B～圖2D)。
下面，結合圖2A～圖2D說明圖1所示的使用抄制裝置1的紙漿模塑成形體的制造方法。首先，使壓送泵23起動，從儲存槽21吸上紙漿料，經(jīng)由流量計24、三通閥25、42而象圖2A所示那樣將紙漿料加壓注入到抄紙模具10的空腔13內(nèi)。
在本發(fā)明中，紙漿料注入空腔內(nèi)結束時的加注壓力最好是0.01～1.0Mpa，0.1～0.5Mpa更好。另外，供給于空腔內(nèi)的紙漿料的溫度從防止發(fā)生壁厚差、防止降低添加劑的添加效果觀點看，最好是5～35℃，15～30℃更好。
用于所述紙漿料的紙漿纖維，可使用這種紙漿模塑成形體所使用的通常的纖維。在紙漿料中，除了添加紙漿纖維和水外，還可添加如下成分氧化鈦、氧化鋅、碳黑、鉻黃、紅色氧化鐵、群青、氧化鉻等的無機顏料成分；酞化青、偶氮顏料、縮合多環(huán)顏料等的有機顏料成分等的添加劑成分。這些添加劑成分，在紙漿料中配合0.01～10％重量，特別配合0.2～2％重量為最佳。除了這種添加劑成分外，也可含有滑石或高嶺石等無機物、玻璃纖維或碳纖維等無機纖維、聚烯烴等熱可塑性合成樹脂的粉末或纖維、非木材或植物纖維、多糖類等成分。這些成分的配合量相對紙漿纖維和該成分的合計量最好為1～90％重量，尤其最好為5～70％重量。
加壓注入到空腔13內(nèi)的紙漿料中的水分，通過吸引通道14和排水管路15而被排出到抄紙模具10的外部。此時，由于紙漿料的供給量比紙漿料中的水分的排出量多，故空腔13內(nèi)被紙漿料逐漸注滿。并且，在注入以堆積紙漿所需的足夠量的紙漿料的結束時刻，吸引管路32的開閉閥33打開，吸引泵31產(chǎn)生動作，通過抄紙模具10的吸引通道14和吸引管路32而使空腔13內(nèi)減壓。由此，紙漿料中的水分被排出，同時通過在所述抄紙網(wǎng)的內(nèi)面堆積紙漿料中所含的紙漿而形成由紙漿層構成的濕潤狀態(tài)的成形體16。
當注入規(guī)定量的紙漿料結束時，根據(jù)流量計24的輸出而切換三通閥25，紙漿料通過回流管路27而返回到儲存槽21。其中一方，由壓送泵44將溫水從溫水儲存槽41吸上，經(jīng)由流量計45、三通閥42而將溫水加壓注入到抄紙模具10的空腔內(nèi)。
在本發(fā)明中，向空腔注入溫水的結束時的加注壓力最好設成0.01～1.0Mpa，0.1～0.5Mpa更好。另外，供給于空腔內(nèi)的溫水溫度，從將空腔內(nèi)的漿料溫度有效提高到所需溫度的觀點看，最好是35～95℃，45～80℃更好。
如上所述，由于紙漿料和溫水都在加壓下被注入，空腔13內(nèi)被加壓到規(guī)定壓力，故空腔13內(nèi)面的漿料壓力在任何位置大致相同，在抄紙面上大致均勻地堆積紙漿。
紙漿料與溫水的供給比例是，可根據(jù)紙漿料與溫水的溫度、以及所需的空腔內(nèi)漿料溫度、成形體的尺寸形狀(空腔的容量)和紙漿料中的添加成分等來適當設定。
在本發(fā)明中，在紙漿的堆積中使空腔內(nèi)的紙漿料溫度升溫，但從防止發(fā)生壁厚差、防止降低添加劑的添加效果的觀點看，紙漿的堆積開始時刻的空腔內(nèi)的紙漿料溫度最好是5～35℃，15～30℃更好。另外，從脫水效率、防止發(fā)生壁厚差、防止降低添加劑的添加效果的觀點看，紙漿的堆積結束時的空腔內(nèi)的紙漿料溫度最好是35～95℃，45～80℃更好。在溫水注入結束后，將圖1所示的開閉閥53打開，通過供氣管路52從供給裝置51將脫水用流體供給于空腔13內(nèi)進行脫水。從操作性等觀點看，脫水用流體使用常溫的壓縮空氣。
脫水后，如圖2B所示，在通過吸引通道14對空腔13內(nèi)進行吸引、減壓的一方，使可擴大縮小的中空狀的型芯54插入空腔13內(nèi)。型芯54的用途是，在空腔13內(nèi)象氣球那樣膨脹，通過使由紙漿層構成的所述濕潤狀態(tài)的成形體16按壓到空腔13的內(nèi)面，從而形成空腔13的內(nèi)面形狀。在本發(fā)明中，所謂擴大縮小，是包含如下兩種情況型芯54伸縮使其體積產(chǎn)生變化的情況；以及型芯54自身不產(chǎn)生伸縮，但通過向其內(nèi)部供給流體或從其內(nèi)部去除流體，從而使其體積產(chǎn)生變化的情況。作為前者例子，型芯可由聚氨酯、氟類橡膠、硅類橡膠或彈性體等彈性材料所構成，作為后者，型芯可由聚乙烯或聚丙烯等塑料材料、在這些塑料材料的薄膜上蒸鍍有鋁或二氧化硅的薄膜、在這些塑料材料的薄膜上層疊有鋁箔的薄膜、紙漿類、布類等可撓性材料所構成。在本實施形態(tài)中，將由可伸縮的彈性材料構成的袋狀(氣球狀)物用作為型芯54。
接著，如圖2C所示，將加壓流體供給到型芯54內(nèi)使型芯54膨脹，利用膨脹的型芯54而使所述紙漿層疊體按壓到空腔13的內(nèi)面。這樣，所述成形體利用膨脹的型芯54而被壓到空腔13的內(nèi)面，在所述成形體的外表面復制空腔13的內(nèi)面形狀并進行進一步脫水。如此，由于從空腔13的內(nèi)部將所述成形體16壓到空腔13的內(nèi)面，故即使空腔13的內(nèi)面形狀復雜，也可精度良好地將空腔13的內(nèi)面形狀復制到所述成形體上。此外，由于不同于現(xiàn)有的紙漿模塑的制造方法，且無需使用貼合工序，故在獲得的成形體上不存在貼合所形成的接縫和壁厚差。其結果，所獲得的成形體的強度提高，并產(chǎn)生良好的外觀。用來使型芯54膨脹的加壓流體，可使用例如壓縮空氣(加熱空氣)、油(加熱油)及其他各種液體。另外，供給加壓流體的壓力最好設成0.01～5Mpa，尤其設成0.1～3Mpa最好。
若在成形體16上充分復制空腔13的內(nèi)面形狀并將成形體脫水到規(guī)定的含水率，則如圖2D所示，將型芯54內(nèi)的加壓流體放出。這樣，型芯54自動縮小而恢復到原來大小。然后，將縮小的型芯54從空腔13內(nèi)取出，再打開抄紙模具10而將具有規(guī)定含水率的非干燥狀態(tài)的成形體16取出。
取出后的濕潤狀態(tài)的成形體接著被進行加熱、干燥工序。在加熱干燥工序中，除不進行抄紙和脫水以外，進行與圖2B～圖2D所示的抄紙工序相同的操作。即，首先，將通過使一組拼合模具對接k成形的成形體的外形相對應形狀的空腔所形成的干燥模具加熱到規(guī)定溫度，在該干燥模具內(nèi)裝上非干燥狀態(tài)的成形體。
接著，使與所述脫水工序中所使用的型芯54相同的型芯插入所述成形體內(nèi)，將加壓流體供給到該型芯內(nèi)而使該型芯膨脹，利用膨脹的該型芯使所述成形體按壓到所述空腔的內(nèi)面。型芯的材質和加壓流體的供給壓力可設成與所述脫水工序相同。在該狀態(tài)下，使所述成形體加熱干燥。若所述成形體充分干燥，則放出所述型芯內(nèi)的加壓流體，使該型芯縮小并取出。再打開所述干燥模具，取出干燥后的成形體。
如此，采用本實施形態(tài)的紙漿模塑的制造方法，由于在紙漿的堆積中將供給到空腔內(nèi)的紙漿料升溫，故與現(xiàn)有技術相比，可將能量成本抑制得較低。另外，由于在紙漿的堆積中使紙漿料升溫，且紙漿料在堆積初期的流動性不高，故可抑制成形體的壁厚差，并且不影響紙漿料中的添加劑的添加效果，從而可制造紙漿模塑成形體。另外，由于空腔內(nèi)的紙漿料(包含堆積的紙漿)的溫度上升，水的粘度下降，故可有效地進行脫水，從而可使制造時間縮短。
另外，如此制造的紙漿模塑成形體，無壁厚差，可充分獲得添加劑效果，尤其在使用著色顏料時，外表面無色差，著色后的裝飾性較高。另外，該成形體是一種開口部的直徑小于身體部直徑的圓筒形狀的瓶(中空容器)，特別適用于粉狀體或粒狀體等內(nèi)容物的容納。在該成形體上，在開口部、身體部和底部都無接縫，且開口部、身體部和底部一體形成。因此，成形體的強度較高，且具有良好的外觀。
在本實施形態(tài)中，是通過供給配管22供給紙漿料和溫水的，但也可將紙漿料和溫水分別用獨立的系統(tǒng)供給到空腔內(nèi)來代替。
另外，使空腔內(nèi)的紙漿料升溫用的溫水的供給，既可與向空腔內(nèi)開始供給紙漿料一起同時開始，也可在向空腔內(nèi)供給紙漿料過程中開始。
在結束紙漿的堆積后，在供給脫水用流體前，將溫水供給到空腔內(nèi)，也可使?jié)駶櫊顟B(tài)的成形體自身升溫。由此，可提高以后的脫水工序中的脫水效率。供給的溫水溫度可適當設定，但從成形體的溫度、脫水效率或操作性觀點看，最好設成例如40～90℃，設成50～80℃更好。另外，也可通過加壓注入方式供給溫水，注入壓力可與所述紙漿料升溫所使用的所述溫水的注入壓力相同。
另外，在紙漿的堆積中使紙漿料升溫的方法無限制。例如，可以不使用所述溫水，而改用在與所述溫水同樣的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)成與先前注入的紙漿料相同或不同的配合組分的溫紙漿料。在注入調(diào)節(jié)成不同的配合組分的溫紙漿料時，可形成多層結構的成形體。此時，最好是與儲存槽21分開設置一個儲存槽，在利用由儲存槽21供給的紙漿料形成濕潤狀態(tài)的成形體后，將由分開設置的儲存槽供給的紙漿料供給到空腔內(nèi)。另外，也可將蒸氣、過熱蒸氣或加熱壓縮空氣供給到空腔內(nèi)而使該空腔內(nèi)的紙漿料升溫。此外，也可預先在空腔內(nèi)配設加熱器(加熱裝置)，由該加熱器使供給到空腔內(nèi)的紙漿料升溫。這里，從升溫效率的觀點看，使用升溫用流體比使用加熱器更好，作為升溫用流體，從熱容量的觀點看，最好使用溫水、蒸氣。
另外，本實施形態(tài)適合于將具有吸引通道的拼合模具裝配后作為抄紙模具、從上方將紙漿料注入、供給到該抄紙模具的空腔內(nèi)的制造方法，但也可適用于在裝滿紙漿料的池子內(nèi)浸入該抄紙模具將紙漿料供給于該抄紙模具的空腔內(nèi)的制造方法。另外，還可適用于如下的制造方法將具有吸引通道的拼合模具狀的抄紙模具的抄紙面向上方配置，且至少將圍繞抄紙面的外框液體密封地配設在該抄紙模具上，在由該抄紙面和該外框形成充填紙漿料的池子后，在該池子內(nèi)充填規(guī)定量的紙漿料，并通過該吸引通道吸引紙漿料而在抄紙面上形成成形體。
另外，在本實施形態(tài)中，在脫水工序中，將常溫的壓縮空氣供給到空腔進行脫水后，用型芯再進行脫水，但也可僅由常溫的壓縮空氣進行脫水或用型芯脫水。另外，也可供給加熱壓縮空氣、蒸氣、過熱蒸氣進行脫水，以代替常溫的壓縮空氣。
另外，也可在結束紙漿的堆積后，打開圖1所示的開閉閥53，從脫水用流體的供給裝置51通過供氣管路52而將脫水用流體供給到空腔13內(nèi)進行脫水。從制造成本和操作性等觀點看，脫水用流體最好使用過熱蒸氣或者未被加熱或被加熱后的壓縮空氣。
在將過熱蒸氣用作為脫水用流體的情況下，最好注入該過熱蒸氣以使空腔內(nèi)的壓力成為98kPa(壓強計)以上。在將未被加熱或被加熱后的壓縮空氣用作為脫水用流體的情況下，最好注入該壓縮空氣以使空腔內(nèi)的壓力成為196kPa(壓強計)以上，尤其成為294kPa(壓強計)以上更好。通過這種注入，利用不以經(jīng)熱交換的加熱干燥為主的物理性機理，將水分從濕潤狀態(tài)的成形體上瞬間除去，可縮短脫水時間。另外，所謂模具內(nèi)壓力，是指常溫的壓縮空氣朝向空腔內(nèi)的入口壓力與出口壓力之差。關于使用所述脫水用流體的成形體16的脫水，在后述的圖3所示的實施形態(tài)的說明中詳細說明。
下面，結合圖3來說明本發(fā)明的另一實施形態(tài)。對于本實施形態(tài)，僅說明與圖1和圖2A～圖2D所示實施形態(tài)的不同之處，相同點與前述實施形態(tài)所詳述的說明相同，并且在圖3中，與圖1和圖2A～圖2D相同的構件標上相同的符號。
本實施形態(tài)所使用的抄制裝置1具有紙漿料的供給裝置20、吸引裝置30和脫水裝置50。
本實施形態(tài)的紙漿料的供給裝置20與圖1所示的結構相同。但是，在圖3所示的供給裝置20中，與圖1結構不同的是未具有圖1所示的供給裝置中的回流管27。但在圖3所示的供給裝置中也可使用回流管。另外，在圖1所示的供給中使用三通閥25，但在圖3所示的供給裝置20中使用開閉閥25′來代替它。
抄紙模具10由二個拼合模具11、12構成一組。通過使該二個拼合模具11、12的拼合面之間抵接，從而在抄紙模具10的內(nèi)部形成規(guī)定形狀的空腔13。在空腔13的內(nèi)面凹設有許多槽(未圖示)，該槽與抄紙模具10的外部連通。由此，可確保后述的脫水用流體(過熱蒸氣或壓縮空氣或加熱壓縮空氣)的充分流通和冷凝水(在將過熱蒸氣用作為流體時)的迅速排出。另外，空腔13被具有規(guī)定大小的網(wǎng)眼的抄紙網(wǎng)17覆蓋?？涨?3朝向抄紙模具10的外部開口。該開口由封板18封住。紙漿料和后述的脫水用流體，通過穿設在該封板18上的孔而供給到空腔13內(nèi)。
各拼合模具11、12的內(nèi)部形成有中空的分流室19。在空腔13的內(nèi)面，穿設有與分流室19連通的多個吸引通道14。另外，在抄紙模具10的外面，穿設有與分流室19相通的貫通孔15′。由此，在抄紙模具10上，空腔13、吸引通道14、分流室19和貫通孔15′連通，形成從抄紙模具10的內(nèi)部連通到外部的連通道。
脫水裝置50具有脫水用流體的供給裝置51；將來自供給裝置51的脫水用流體供給到空腔13內(nèi)的供氣管路52；以及夾裝在供氣管路52途中并對脫水用流體加熱的熱交換器55。在供給裝置51與熱交換器55之間，夾裝有脫水用流體的壓力調(diào)整閥(未圖示)，可對注入空腔13內(nèi)的脫水用流體的壓力進行調(diào)整。另外，將供氣管路52保溫或加熱，以防止脫水用流體的溫度下降。但是，在將未被加熱的壓縮空氣用作為脫水用流體的情況下，不需要熱交換器55。
吸引裝置30具有排氣管道34和排水管道35。各管道與抄紙模具10的貫通孔15′連通。在排氣管道34的途中夾裝有開閉閥34a。在排水管道35的途中也夾裝有開閉閥35a。另外，排水管道35的末端與吸引泵36連接。在吸引泵36與開閉閥35a之間夾裝有水氣分離器37。此外，在將抄紙模具10的上部開口予以封住的封板18上，連接有第2排氣管道38。在第2排氣管38的途中夾裝有開閉閥38a。
現(xiàn)說明使用該抄制裝置1的紙漿模塑成形體的制造方法。在堆積紙漿而形成濕潤狀態(tài)的成形體16前是與使用圖1所示的抄制裝置的情況相同。
若規(guī)定量的紙漿料供給到空腔13內(nèi)，則使壓送泵23停止，關閉開閉閥25′。接著，由脫水用流體的供給裝置51將所規(guī)定的脫水用流體從吹入口的抄紙模具10的上部開口吹入氣密封狀態(tài)的空腔13內(nèi)。這里，所謂氣密封狀態(tài)，不是指空腔13內(nèi)完全成為氣密封的狀態(tài)，而是指通過脫水用流體的吹入而使空腔13內(nèi)成為超過后述壓力程度的氣密封。在吹入時，排氣管道34的開閉閥34a為打開狀態(tài)。另一方面，第2排氣管道38的開閉閥38a為關閉狀態(tài)。另外，開閉閥35a為關閉狀態(tài)。吹入后的脫水用流體，通過紙漿料成形體16，通過吸引通道14、分流室19和貫通孔15′而從排氣管道34排出。在將后述的過熱蒸氣用作為脫水用流體的情況下，雖然在空腔13的表面上附著冷凝水，但該冷凝水通過前述的槽而迅速地被排出到抄紙模具10外部。該冷凝水由根據(jù)需要而設置的水氣分離器37所分離。
作為脫水用流體，可使用過熱蒸氣、或未被加熱或被加熱后的壓縮空氣(下面，將兩者統(tǒng)稱為壓縮空氣)。在將過熱蒸氣用作為脫水用流體的情況下，空腔13內(nèi)的壓力以處于98kPa(壓強計)以上、最好為196kPa(壓強計)以上、更好的是處于294kPa(壓強計)以上的狀態(tài)來進行吹入。另一方面，在將壓縮空氣用作為脫水用流體的情況下，空腔內(nèi)的壓力以處于196kPa(壓強計)以上、最好為294kPa(壓強計)以上的狀態(tài)來進行吹入。通過這種吹入，利用不以熱交換的加熱干燥為主的物理性機理，將水分從濕潤狀態(tài)的成形體16上瞬時間除去。尤其，在使用過熱蒸氣的情況下，利用過熱蒸氣產(chǎn)生的冷凝傳熱，使成形體的溫度瞬時達到大致飽和蒸氣溫度。由此，水的界面壓力、粘度下降，成形體所持有的水分非常有效地瞬間被吹走。由于這種脫水方法不是以熱交換為主，故在節(jié)能性方面是非常有效的。另外，由于脫水瞬時間結束，故可縮短脫水時間。由于脫水時不使用在加熱干燥工序中所使用的所述型芯，故不需要將該型芯插入空腔內(nèi)等的機械性時間，可縮短機械性時間。此外，與擠壓脫水的壓力相比，由于吹入壓力低，故在獲得的成形體的表面上難以形成網(wǎng)的痕跡，有利于獲得良好的外觀。另外，所謂空腔13內(nèi)的壓力，如前所述，是指過熱蒸氣或壓縮空氣進入空腔13內(nèi)的入口壓力與出口壓力之差。
吹入的空腔13內(nèi)的壓力若是前述數(shù)值以上，則越高越好，但隨著吹入的壓力上升，水分的除去的程度逐漸飽和，故經(jīng)濟上最佳的壓力的上限值，在使用過熱蒸氣的情況下為980kPa左右，在使用壓縮空氣的情況下為1471kPa左右。
由過熱蒸氣或壓縮空氣的吹入使成形體1 6的瞬間脫水，在模具內(nèi)壓力到達大致一定數(shù)值的時刻結束。這里，模具內(nèi)壓力由原始壓力、吹入流量和成形體16的通氣性決定。由此，在成形體16的通氣性低、吹入流量大的情況下，模具內(nèi)壓力瞬時間上升，脫水瞬時間結束。另一方面，在紙漿的通氣性高、吹入流量低的情況下，模具內(nèi)壓力上升變遲緩，脫水結束時間具有變長的傾向。一般，脫水在0.1秒～10秒、特別是1秒～5秒左右的極短時間內(nèi)結束。通過脫水，例如脫水前的含水率為75～80％重量的成形體可被脫水到40～60％重量左右。
在將過熱蒸氣用作為瞬間脫水的措施時，該過熱蒸氣使模具內(nèi)壓力成為前述數(shù)值以上，且也可過熱到不冷凝的程度，直到蒸氣吹入到模具內(nèi)的面前為止。也可使蒸氣充分過熱，但脫水效果不會產(chǎn)生較大變化。另外，在將壓縮空氣用作為瞬間脫水的措施時，若模具內(nèi)壓力處于前述的數(shù)值以上，則其壓力(原始壓力)無特別限制。對于壓縮空氣是否加熱也無特別限制，即使被加熱，脫水效果也不會產(chǎn)生較大變化。
在使用過熱蒸氣或被加熱后的壓縮空氣的情況下，在由吹入的該壓縮空氣對成形體16進行脫水后，一邊繼續(xù)進行該吹入，一邊打開第2排氣管道38的開閉閥38a。并且，將吹入到空腔13內(nèi)的過熱蒸氣或被加熱后的壓縮空氣的一部分或全部從與該吹入的吹入口的抄紙模具10的上部開口不相通的第2排氣管道38排出。另外，在將未被加熱后的壓縮空氣用于瞬間脫水的情況下，在脫水結束后，在停止供給該壓縮空氣的同時切換流路，從未圖示的加熱壓縮空氣的供給源將加熱后的壓縮空氣吹入空腔內(nèi)，并將其一部分或全部從第2排氣管道38排出。雖然有一旦成形體16的含水率較高而使通氣性下降、且即使吹入過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣也不能充分進行熱交換的情況，但在瞬間脫水后，通過在吹入過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣的同時將其一部分或全部排出，過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣就流入空腔13內(nèi)進行循環(huán)，在與成形體16的內(nèi)表面之間產(chǎn)生熱交換，該內(nèi)表面被加熱干燥。其結果，提高干燥效率。另外，對于成形體16的厚度方向，會產(chǎn)生含水率的坡度。具體地說，從成形體16的內(nèi)表面向外表面含水率逐漸增加。即，成形體16最好是內(nèi)表面含水率最低，外表面最高，使成形體16具有這種含水率坡度。這一現(xiàn)象，由于在后述的加熱干燥的本工序中容易將干燥模具的空腔形狀忠實地復制到成形體16上，即提高復制精度。
在瞬間脫水后，繼續(xù)吹入過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣、或者將其一部分或全部排出的時間考慮成形體16的表面性和復制性及其下一個工序的加熱干燥的本工序效率來決定。在脫水工序中，若降低含水率，則加熱干燥的本工序的時間縮短。但是，由于外表面的含水率也下降，故加熱干燥的本工序中的表面性、復制性下降。
在瞬間脫水后，為加熱干燥而使用過熱蒸氣時的流量和溫度，也可考慮干燥效率及紙漿的變色等來適當決定。在使用加熱壓縮空氣時也相同。
接著，將成形體16從抄紙模具10中取出，裝在干燥模具中，實施加熱干燥的本工序。在加熱干燥的本工序中，進行與前述圖2B～圖2D所示實施形態(tài)相同的操作。但是，在本實施形態(tài)的情況下，如前所述，實施加熱干燥的本工序的成形體16，其厚度方向的含水率的分布具有坡度，外表面的含水率為最高。即，成形體16的外表面及其附近的紙漿的自由度被保持較大的狀態(tài)。其結果，通過型芯的按壓，而將空腔的形狀忠實地復制到成形體16上，提高復制精度。另外，成形體16的內(nèi)表面及其附近，在前述的脫水工序中，由于含水率脫水到充分低，故成形體16整體的干燥效率得到提高。
在對抄紙、脫水后的濕潤狀態(tài)的成形體16進行加熱干燥時，也可不將成形體16從抄紙模具10中取出，而在加熱該模具的狀態(tài)下，使用型芯，在該模具內(nèi)使成形體16加熱干燥。
另外，瞬間脫水后，在繼續(xù)由脫水用流體(過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣)進行加熱干燥的情況下，瞬間脫水時的流體和加熱干燥時的流體溫度不必分開。在瞬間脫水時，也可使用充分過熱的蒸氣。而在瞬間脫水時也可使用過熱蒸氣，在加熱干燥時使用加熱后的壓縮空氣，也可在瞬間脫水時使用未加熱或加熱后的壓縮空氣，在加熱干燥時使用過熱蒸氣。
另外，也可不進行加熱干燥的本工序，而在脫水工序中，使用加熱后的流體(過熱蒸氣或加熱后的壓縮空氣)而使成形體16加熱干燥到最后階段。此時，加熱后的流體的一部分或全部的排出也可在成形體16的干燥結束前進行。
另外，在本實施形態(tài)中，是使用抄紙模具10來進行抄紙和脫水的，但也可從抄紙模具10中取出抄紙后的成形體16，將取出后的成形體裝在另外準備好的脫水模具內(nèi)，并在該脫水模具內(nèi)進行脫水。
下面結合圖4A和圖4B來說明圖3所示的實施形態(tài)的另一例子。本實施形態(tài)也與前述的各實施形態(tài)相同，制造具有開口的口頸部、身體部的直徑大于口頸部直徑的瓶狀的紙漿模塑成形體。
如圖4A所示，在構成抄紙模具10的各拼合模具11、12上，在與成形體的身體部和底部相對應的部位，設有多個使該身體部和該底部與模具外部連通的第1吸引通道14a。各第1吸引通道14a與吸引泵等的吸引裝置(未圖示)連接。另外，在與成形體的口頸部對應的部位，設有多個使該口頸部與模具外部連通的第2吸引通道14b。各第2吸引通道14b通過三通閥等而有選擇地與吸引泵等吸引裝置(未圖示)和脫水用流體的供給裝置(未圖示)連接。在抄紙開始時刻，第2吸引通道14b與吸引裝置連接。
在該狀態(tài)下，如圖4A所示，通過紙漿料注入口9而將規(guī)定量的紙漿料注入空腔13內(nèi)。與此同時，通過第1吸引通道14a和第2吸引通道14b將空腔13內(nèi)減壓吸引到抄紙模具10的外側，在吸引紙漿料中的水分同時在抄紙面(覆蓋空腔13的內(nèi)面的抄紙網(wǎng)上)堆積紙漿。其結果，在抄紙網(wǎng)上，形成堆積紙漿而成的含水狀態(tài)的成形體16。
形成后的成形體16進入脫水工序。首先，如圖4B所示，通過抄紙模具10的漿料注入口9而將脫水用流體供給到成形體16內(nèi)。在供給脫水用流體前，將第2吸引通道14b與脫水用流體的供給裝置(未圖示)連接。并且將脫水用流體供給到成形體16內(nèi)，使供給后的脫水用流體通過成形體16并通過第1吸引通道14a而向模具外排出。與此同時，通過第2吸引通道14b，從模具外向成形體16的口頸部吹第2流體。第1吸引通道14a和第2吸引通道14b，是供給到成形體16的脫水用流體通過該成形體16后的部位，且相當于連通到模具外的部位。由于向第2吸引通道14b吹第2流體，故第2吸引通道14b中脫水用流體的壓力不同于第1吸引通道14a中脫水用流體的壓力。其結果，供向成形體16的脫水用流體的供給壓力Ps和第1吸引通道14a中脫水用流體的排出壓力PD1的壓力差ΔP1，不同于供向成形體16的脫水用流體的供給壓力Ps和第2吸引通道14b中脫水用流體的排出壓力PD2的壓力差ΔP2。因該壓力差ΔP1、ΔP2不同，故成形體16的口頸部的脫水用流體的通過量小于成形體16的其他部位的通過量。
在使口頸部向上并在正立狀態(tài)下制造成形體16時，成形體16的口頸部與成形體16的其他部位例如底部或身體部、尤其底部相比，相對性地容易成為較薄的薄壁部位，因此，在與相對較厚的厚壁部位同樣的條件下，若對相對薄壁部位的口頸部進行脫水時，相對薄壁部位的口頸部的脫水與相對厚壁部位的其他部位相比就容易進行，結果，脫水后的成形體的含水率的分布就不均勻。但是，如前所述，通過從模具外向成形體16的口頸部吹第2流體來調(diào)整所述壓力差ΔP1、ΔP2，則通過口頸部的脫水用流體的量與通過成形體16其他部位的脫水用流體的量相比受到抑制，口頸部的脫水程度也受到抑制。由于通過口頸部的脫水用流體的量受到抑制，故成形體16的其他部位的脫水用流體的通過量相對增加，從而促進該其他部位的脫水。其結果，成形體16整體的含水率大致均勻。
如此，本實施形態(tài)的紙漿模塑成形體的制造方法是，向抄紙模具10供給紙漿料，在抄紙模具10的抄紙面上堆積紙漿纖維而形成含水狀態(tài)的成形體16，接著，向成形體16供給脫水用流體，通過使該流體流過成形體16并向模具外排出來進行脫水，其特點是，通過調(diào)整所述壓力差ΔP1、ΔP2以使成形體16的相對薄壁部位的脫水用流體的通過量小于相對厚壁部位的通過量，從而控制成形體16的脫水用流體的通過量。
脫水用流體所使用的壓力與前述實施形態(tài)相同。另一方面，作為第2流體，可使用蒸氣、過熱蒸氣、空氣或者包含水滴的空氣或蒸氣等。尤其當使用包含水滴的空氣或蒸氣時，由于成形體16的口頸部帶有水分，故可進一步抑制該口頸部的部分脫水。
第2流體的供給壓力，是一種可根據(jù)口頸部的壁厚和脫水程度等來適當調(diào)整的與脫水用流體的供給壓力相同程度或高于或低于其高40％范圍內(nèi)的壓力。第2流體的供給壓力若低于脫水用流體的供給壓力，則脫水用流體通過第2吸引通道14b而向模具外排出。但是，其量小于通過第1吸引通道14a向模具外排出的脫水用流體的量。第2流體的供給壓力若與脫水用流體的供給壓力相同程度或比其高，則阻止脫水用流體通過第2吸引通道14b向模具外排出。若第2流體的供給壓力過分高，則會在成形體16上產(chǎn)生表面粗糙和空穴等現(xiàn)象，故最好適當調(diào)整吹入的壓力。無論怎樣，成形體16的口頸部(即相對薄壁部位)中的脫水用流體的通過量小于成形體16的其他部位(即相對厚壁部位)中的通過量。
若將成形體16脫水到規(guī)定的含水率，則打開抄紙模具10，將具有規(guī)定含水率的成形體16取出。然后，進行與圖3所示實施形態(tài)相同的操作。此時，由于成形體16的整體大致均勻地被脫水，其口頸部的含水率未下降到極端，故構成該口頸部的紙漿纖維具有充分的移動性。其結果，可高精度地將干燥模具的形狀復制在該口頸部上。這對例如想要在該口頸部形成螺紋壓時很有利。另外，由于成形體16的整體大致均勻地被脫水，故可縮短干燥時間。
在本實施形態(tài)中，部分控制脫水工序中的脫水用流體的通過量的部位不限于所述口頸部，可根據(jù)應成形的成形體的形狀和目的來選擇適當?shù)牟课?。例如，代替僅在口頸部吹第2流體，而使成形體16的底部處于干燥速率時，也可在處于與身體部對應的位置的第1吸引通道14a和第2吸引通道14b兩方吹第2流體，抑制來自口頸部和身體部的脫水用流體的通過及其所引起的脫水，并在底部使脫水用流體集中通過，促進底部的脫水。
另外，當使形成于空腔內(nèi)面的文字或圖案等的凹凸圖案復制到成形體16上時，最好將來自對應于該凹凸圖案的成形體16的部位(例如身體部)的脫水用流體的通過量設置得小于成形體16其他部位的脫水用流體的通過量。
另外，當在成形體16的肩部等具有較小的曲面時，最好抑制該肩部等的脫水，以提高該部位的復制性。
另外，為了使干燥模具上的吸引通道的痕跡不留在通過加熱干燥形成的成形體16的規(guī)定部位上，例如肩部上，在脫水工序中，可采用如下方法將第2流體吹到除了肩部以外的與成形體16部位對應的抄紙模具10的部位上而降低肩部的含水率，在另一干燥模具上的與肩部對應的部位不設有吸引通道。由此，可抑制泡疤、燒傷或烤焦等變色的產(chǎn)生，獲得表面非常平滑的外觀良好的成形體。這種方法除肩部外還可適用口頸部、身體部、底部。
如此，對成形體16的各部位，只要根據(jù)成形體16的目的和形狀來適當控制脫水用流體的供給壓力和排出壓力的壓力差，就可自由地控制脫水后的含水率分布。
另外，在本實施形態(tài)中，是通過第2吸引通道14b從模具外向口頸部吹第2流體的，但也可取而代之，將第2吸引通道14b封住，成為簡單的制造方法。
另外，在本實施形態(tài)中，以含水狀態(tài)的成形體的脫水為例子作了說明，但這種方法也可適用于加熱干燥工序。即，以脫水到規(guī)定含水率的成形體為對象，用與脫水用流體相同的干燥用流體來進行加熱干燥。并且，在將該干燥用流體供給到處于規(guī)定溫度的加熱狀態(tài)的被裝在干燥模具內(nèi)的該成形體并通過該成形體而向模具外排出時，通過控制如前所述的壓力差，就可進行均勻的加熱干燥，有效地防止成形體的燒傷和烤焦等變色的產(chǎn)生。
在本實施形態(tài)中，是使用型芯按壓含水狀態(tài)的成形體16來進行干燥的，但也可根據(jù)成形體的形狀而使用例如由陽模和陰模構成的一對沖壓模來沖壓成形體并進行干燥。
本發(fā)明不限于前述的各實施形態(tài)。例如，在前述的各實施形態(tài)中，使用二個構成一組的拼合模具，但也可用三個以上構成一組的拼合模具。另外，在前述的各實施形態(tài)中，使用在內(nèi)部形成空腔的抄紙模具，但也可取而代之，使用由其他抄紙模具、例如陽模與陰模構成的抄紙模具等。此外，在前述的各實施形態(tài)中，對瓶狀的成形體進行制造，但成形體的形狀并不限于此，采用本發(fā)明可對各種形狀的成形體進行制造。例如，也可制造開口部的橫截面形狀與身體部的橫截面形狀為大致同樣的略呈長方體狀的紙漿盒型容器。另外，本發(fā)明除了用于容納內(nèi)容物的中空容器以外，還可適用于陳列品等的物體等成形體的制造。
另外，在使用由本發(fā)明制造的成形體時，在施加負荷的部分，例如在開口部或底部，也可配設由塑料等構成的加強構件，以提高成形體的耐久性。另外，也可由塑料等形成這些部分的一部分。
前述的各實施形態(tài)的內(nèi)容可相互置換。
現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的實施例。下面實施例表示為本發(fā)明的例子，并不限于此，除非另外說明，所有部分和百分比指重量。
實施例按下述的實施例1和比較例1及2制作成形體，測定制作過程的含水率并按下述評價壁厚差和色差。各自結果表示在表1。用圖1所示的抄紙模具(空腔容積為1升)對瓶狀的紙漿模塑成形體進行抄紙、脫水。在抄紙時，將下述配合組分的23℃的紙漿料加壓注入(0.3Mpa)到空腔內(nèi)，開始吸引通過吸引通道的紙漿料而使紙漿堆積在抄紙網(wǎng)上。并且，在注入4升紙漿料后，加壓注入(0.3Mpa)50℃的溫水(2升)，在向抄紙網(wǎng)堆積紙漿的過程中使空腔內(nèi)的紙漿料溫度升溫。另外，在脫水時，向抄紙模具的空腔內(nèi)吹入常溫的壓縮空氣以使該空腔內(nèi)的壓力成為0.3Mpa，脫水15秒鐘。接著，將由彈性體構成的中空狀的型芯插入成形體內(nèi)，以0.5Mpa的壓力將空氣壓入型芯內(nèi)而將成形體壓到空腔內(nèi)面并脫水10秒鐘。
然后，打開抄紙模具取出非干燥狀態(tài)的成形體，將其裝在被加熱到200℃的干燥模具內(nèi)。干燥模具具有與抄紙模具同樣形狀的空腔。在裝入干燥模具內(nèi)的成形體內(nèi)插入由彈性體構成的中空狀的型芯，以1Mpa的壓力將空氣壓入型芯內(nèi)而將成形體壓到空腔內(nèi)面并使其加熱干燥。在成形體充分干燥后，打開干燥模具，取出瓶狀的成形體。所獲得的成形體的干透重量為45g、高度為240mm，身體部直徑為80mm。
紙漿料的配合組分液體成分水99％；固形成分紙漿1％；添加劑成分(相對紙漿重量)膠料劑2％、顏料0.3％、硫酸鋁2％。除了將預先升溫到高溫(50℃)的紙漿料供給到空腔內(nèi)以外，其余制作與實施例1相同。除了將20℃的紙漿料供給到空腔內(nèi)并改變溫水溫度而供給20℃的水以外，其余制作與實施例1相同。
含水率的測定方法對脫水后的紙漿模塑成形體的重量A(g)與干透后的紙漿模塑成形體的重量B(g)進行測定，用(A-B)×100/A算出含水率。
厚度差的評價在抄紙、脫水后，用目視確認紙漿模塑成形體的壁厚差的狀態(tài)。并在干燥后，用千分尺測定紙漿模塑成形體的壁厚。
色差的評價用目視確認干燥后的紙漿模塑成形體外觀。
從表1結果得知，實施例1的成形體(本發(fā)明產(chǎn)品)與比較例1、2的成形體相比，脫水所需的時間也縮短，而且壁厚差和色差也幾乎不產(chǎn)生。用圖3所示的抄制裝置對瓶狀的紙漿模塑成形體進行抄紙、脫水。脫水前的濕潤狀態(tài)的成形體含水率是77％。在脫水時，在抄紙模具的空腔內(nèi)吹入220℃的過熱蒸氣以使該空腔內(nèi)的壓力成為294kPa(壓強計)，脫水2秒鐘。此時刻的成形體含水率下降到50％。再繼續(xù)一邊吹入過熱蒸氣一邊將從吹入口吹入的過熱蒸氣的一部分排出，通過熱交換進行8秒鐘的加熱干燥。最后，成形體含水率為41％。而成形體的外側含水率為45％，內(nèi)側含水率為32％。
表1
接著，打開抄紙模具取出濕潤狀態(tài)的成形體，將其裝在被加熱到200℃的干燥模具內(nèi)。干燥模具具有與抄紙模具同樣形狀的空腔。在裝入干燥模具內(nèi)的成形體內(nèi)插入由彈性體構成的中空狀的型芯，以1.5Mpa的壓力將空氣壓入型芯內(nèi)而將成形體壓到空腔內(nèi)面使其加熱干燥。在成形體充分干燥后打開干燥模具，取出瓶狀的成形體。所獲得的成形體的干透重量為35g，高度為240mm，身體部直徑為80mm。吹入在實施例2中使用的過熱蒸氣使空腔內(nèi)的壓力成為98kPa(壓強計)(實施例3)、196kPa(壓強計)(實施例4)，脫水2秒鐘。此時刻的成形體含水率下降到61％(實施例3)、52％(實施例4)。另外，代替實施例2中使用的過熱蒸氣，而吹入170℃的過熱蒸氣使空腔內(nèi)的壓力成為294kPa(壓強計)，脫水2秒鐘(實施例5)。此時刻的成形體含水率下降到52％。代替實施例2中使用的過熱蒸氣，而吹入220℃的加熱壓縮空氣使空腔內(nèi)的壓力成為294kPa(壓強計)，脫水2秒鐘。此時刻的成形體含水率下降到59％。一邊繼續(xù)吹入加熱壓縮空氣一邊將從吹入口吹入的加熱壓縮空氣的一部分排出，通過熱交換進行8秒鐘的加熱干燥。最后，成形體含水率為45％。而成形體的外側含水率為52％，內(nèi)側含水率為36％。其他與實施例2相同，從而獲得瓶狀的成形體。吹入實施例6中使用的加熱壓縮空氣使空腔內(nèi)的壓力成為196kPa(壓強計)，脫水2秒鐘(實施例7)。此時刻的成形體含水率下降到61％。另外，代替實施例6中使用的加熱壓縮空氣，而吹入未被加熱30℃的壓縮空氣使空腔內(nèi)的壓力成為196kPa(壓強計)，脫水2秒鐘(實施例8)。此時刻的成形體含水率下降62％。吹入實施例2中使用的過熱蒸氣使空腔內(nèi)的壓力成為49kPa(壓強計)，脫水2秒鐘。此時刻的成形體含水率下降到67％。代替實施例2中使用的過熱蒸氣，而吹入220℃的加熱壓縮空氣使空腔內(nèi)的壓力成為98kPa(壓強計)，脫水2秒鐘。此時刻的成形體含水率下降到66％。代替實施例2中使用的過熱蒸氣，而使用由彈性體構成的袋狀的型芯。在將該型芯插入成形體內(nèi)后，將30℃的壓縮空氣(490kPa)供給到該型芯內(nèi)，使該型芯膨脹，利用膨脹的該型芯而將成形體加壓脫水2秒鐘(比較例5)。此時刻的成形體含水率下降到70～75％。另外，在比較例5中，將加壓脫水時間設為10秒(比較例6)和30秒(比較例7)，代替2秒。此時刻的成形體含水率分別下降到63％(比較例6)和60％(比較例7)。用圖4A和圖4B所示的抄紙模具對瓶狀的紙漿模塑成形體進行抄紙、脫水。脫水前的成形體含水率為77％。脫水時，在抄紙模具的空腔內(nèi)吹入220℃的過熱蒸氣使該空腔內(nèi)的壓力成為392kPa(壓強計)，脫水3秒鐘。與此同時，通過第2吸引通道從模具外向成形體的口頸部吹入392kPa(壓強計)壓力的150℃蒸氣。
接著，打開抄紙模具取出含水狀態(tài)的成形體，將其裝在被加熱到200℃的干燥模具內(nèi)。干燥模具具有與抄紙模具同樣形狀的空腔。但是，在干燥模具的成形體的與口頸部對應的部位，切有螺紋牙。在裝入干燥模具內(nèi)的成形體內(nèi)插入由彈性體構成的中空狀的型芯，再以1Mpa的壓力將空氣壓入型芯內(nèi)而將成形體壓到空腔內(nèi)面使其加熱干燥并賦予形狀。在成形體充分干燥、充分賦予形狀后，打開干燥模具，取出瓶狀的成形體。所獲得的成形體的干透重量為38g，高度為240mm，身體部直徑為80mm。
從抄紙模具取出時刻的成形體整體含水率為58％，口頸部、肩部、身體部、底部和處于底部角落的含水率分別如下。
口頸部57％；肩部51％；身體部54％；底部58％；底部的角落部59％。除了使用539kPa(壓強計)的壓縮空氣來代替在實施例9中、通過第2吸引通道從模具外吹向成形體的口頸部的蒸氣外，其他與實施例9相同，從而獲得成形體。
從抄紙模具取出時刻的成形體整體含水率為57％，口頸部、肩部、身體部、底部和處于底部角落的含水率如下。
口頸部61％；肩部52％；身體部52％；底部58％；底部的角落部63％。
從上說明得知，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，能量成本較低，且可抑制成形體的壁厚差也不影響添加劑的效果，從而可制造紙漿模塑成形體。
另外，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，可更有效地使?jié)駶櫊顟B(tài)的成形體脫水、干燥。由于脫水不以熱交換為主，故有利節(jié)能，且由于在極短時間內(nèi)進行，故可縮短制造時間。此外，由于吹入的壓力較低，故在成形體的表面上很難殘留網(wǎng)的痕跡，使其外觀良好。
尤其，在向空腔內(nèi)吹入過熱蒸氣或者被加熱或未被加熱的壓縮空氣將紙漿模塑成形體脫水后，通過一邊繼續(xù)該吹入動作、一邊將吹入后的過熱蒸氣或被加熱的壓縮空氣從該吹入的吹入口排出、或者一邊變換吹入未被加熱的壓縮空氣和被加熱的壓縮空氣一邊進行排氣，從而使含水率從成形體的內(nèi)表面向外表面逐漸增加，成形體的復制性進一步改善并促進熱交換而提高加熱干燥效率。
此外，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，可自由地控制脫水后的成形體的含水率分布。并且，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，可抑制規(guī)定部位的脫水和/或干燥，在加熱干燥工序中容易形成所需的形狀，并可防止發(fā)生成形體烤焦等現(xiàn)象。另外，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，可縮短脫水時間。又，采用本發(fā)明的紙漿模塑成形體的制造方法，可防止加熱干燥工序中成形體的燒傷或烤焦等變色的現(xiàn)象。
以上對本發(fā)明作了詳細說明，很明顯，它可以許多方式作各種變形來實施，只要不脫離本發(fā)明的宗旨和范圍。并且，所有的變更是一種技術措施，包含在權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種紙漿模塑成形體的制造方法，將紙漿料供給于形成規(guī)定形狀空腔的抄紙模具的所述空腔內(nèi)，對所述空腔內(nèi)朝向所述抄紙模具的外部吸引而在所述空腔的內(nèi)面形成濕潤狀態(tài)的紙漿模塑成形體后，在將所述空腔內(nèi)設為氣密封的狀態(tài)下吹入脫水用流體，對所述紙漿模塑成形體進行脫水，其特征在于，將過熱蒸氣用作為所述脫水用流體，且使所述空腔內(nèi)的壓力處于98kPa以上地吹入該過熱蒸氣，或者使用未被加熱或被加熱的壓縮空氣作為所述流體，且使所述空腔內(nèi)的壓力處于196kPa以上地吹入該壓縮空氣。
2.如權利要求1所述的紙漿模塑成形體的制造方法，其特征在于，在向所述空腔內(nèi)吹入過熱蒸氣或者被加熱或未被加熱的壓縮空氣對所述紙漿模塑成形體進行脫水后，通過繼續(xù)吹入過熱蒸氣或被加熱的壓縮空氣，或者變換吹入未被加熱的壓縮空氣和被加熱的壓縮空氣，而使所述紙漿模塑成形體加熱、干燥。
3.如權利要求1所述的紙漿模塑成形體的制造方法，其特征在于，在向所述空腔內(nèi)吹入過熱蒸氣或者被加熱或未被加熱的壓縮空氣對所述紙漿模塑成形體進行脫水后，一邊繼續(xù)吹入過熱蒸氣或被加熱的壓縮空氣，或者一邊變換吹入未被加熱的壓縮空氣和被加熱的壓縮空氣，一邊將吹入后的過熱蒸氣或被加熱的壓縮空氣的一部分或全部從該吹入的吹入口排出而使所述紙漿模塑成形體加熱干燥。
4.如權利要求1所述的紙漿模塑成形體的制造方法，其特征在于，通過調(diào)整所述脫水用流體流向所述紙漿模塑成形體的供給壓力和所述脫水用流體在通過所述紙漿模塑成形體后的部位且處于所述抄紙模具外連通的部位處的與所述脫水用流體的排出壓力的壓力差，來控制所述紙漿模塑成形體的規(guī)定部位處的所述脫水用流體的通過量。
全文摘要
一種紙漿模塑成形體的制造方法，具有抄紙工序和脫水工序，抄紙工序是，將紙漿料供給于具有吸引通道的抄紙模具的抄紙面，通過該吸引通道吸引該紙漿料并在該抄紙面上堆積紙漿而形成濕潤狀態(tài)的成形體；脫水工序是，對在該抄紙工序所形成的濕潤狀態(tài)的該成形體進行脫水，在朝向所述抄紙面的所述紙漿堆積過程中，使所述紙漿料升溫。采用本發(fā)明制造方法，可防止加熱干燥工序中的成形體產(chǎn)生燒傷或烤焦等的變色。
文檔編號D21J7/00GK1515742SQ0310
公開日2004年7月28日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權日1999年11月17日
發(fā)明者野野村著, 山田泰司, 佐藤久夫, 津浦德雄, 小林洋昭, 司, 夫, 昭, 雄 申請人:花王株式會社