JP4587799B2 - 抄造成形体製造用中子 - Google Patents

Description

本発明は、抄造成形体製造用中子及びこれを用いた抄造成形体の製造方法に関する。

出願人は、伸縮自在な袋状の弾性押圧体と、該弾性押圧体内に流体を供給する管体とを備えた抄造成形体製造用中子を用い、前記弾性押圧体を脱水型又は乾燥型に収容された湿潤状態の抄造体内に挿入し、該弾性押圧体を膨張させて湿潤状態の抄造体を脱水型又は乾燥型の成形面に押圧し脱水又は乾燥して抄造成形体を製造する方法について、先に特許出願している（例えば、下記特許文献１参照）。

ところで、抄造成形体の製造では、抄造成形体製造用中子の弾性押圧体は、膨張と収縮を繰り返して反復使用される。この過程で、弾性押圧体の寸法が使用前の弾性押圧体（新品）よりも大きくなる。よって、このように大きくなった弾性押圧体をたとえば湿潤状態の抄造体中に挿入した際には、弾性押圧体の外表面が該湿潤状態の抄造体の内面に接触して抄造成形体の表面性を低下させることがあった。また、寸法が大きくなった弾性押圧体は、流体を供給する管体とのマッチングが不適正となり、収容口（後述）に弾性体が適正に収容されなくなり、その結果、成形体が弾性体で適切に押圧されないこという問題が起こることもあった。

特開２０００−２３９９９９号公報

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、長期間使用しても抄造成形体内面の表面性を低下させることがない抄造成形体製造用中子及びこれを用いた抄造成形体の製造方法を提供することにある。

本発明は、抄造成形体の製造に用いられる抄造成形体製造用中子であって、伸縮可能な袋状の弾性押圧体と、該弾性押圧体内に配されて該弾性押圧体内に流体を供給する管体とを備え、前記管体が前記弾性押圧体の延びに応じて伸長可能である抄造成形体製造用中子を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、上記本発明の抄造成形体製造用中子を用いた抄造成形体の製造方法であって、製造型内に配された開口部を有する抄造体内に前記中子を該開口部から挿入した後、前記弾性押圧体内に流体を供給して該弾性押圧体を膨出させ、前記製造型の成形面に前記抄造体を押圧しながら該抄造体の成形を行う工程を具備する抄造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。

本発明の抄造成形体製造用中子及びこれを用いた抄造成形体の製造方法によれば、抄造成形体の内面の表面性を低下させずに抄造成形体を製造することができる。

以下、本発明を、その好ましい実施の形態に基づき図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の抄造成形体製造用中子（以下、単に中子ともいう。）の一実施形態を示したものである。同図において符号１は、中子を示している。

図１に示すように、中子１は、伸縮可能な袋状の弾性押圧体２と、弾性押圧体２内に配されて弾性押圧体２内に流体を供給する管体３と、弾性押圧体２を管体３に固定する固定治具４とを備えている。

弾性押圧体２は、成形する抄造成形体（図２（d）参照）の形状（その先端部が折れ曲
がっている）に対応して先端部が折れ曲がった屈曲部２０を有している。成形する抄造成形体の先端部に折れ曲がった部分がない場合は、弾性押圧体２の屈曲部２０は不要である。弾性押圧体２の基部にはフランジ部２１が設けられており、このフランジ部２１を後述する管体３と固定治具４との間で挟持することで弾性押圧体２が管体３に固定される。

弾性押圧体２には、伸縮可能な材質のものを特に制限なく用いることができるが、耐久・耐熱性等の点から、天然ゴム、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合成ゴムからなる弾性材で構成されたものを用いることが好ましい。弾性押圧体２の肉厚のバラツキは、弾性体の耐久性低下を抑制する観点から、設定した基準肉厚に対して±２０％以内にすることが好ましい。また、同様の観点から、弾性体の面倍率、すなわち、（伸張した弾性体の表面積／伸張前の弾性体の表面積）×１００は、５００％以下に設定するのが好ましく、３００％以下で１００％以上に設定するのがより好ましい。また、弾性押圧体の使用温度は、耐久性を考慮すると、０℃〜３００℃が好ましい。

管体３は、弾性押圧体２の延びに応じて伸長可能になっている。管体３は、固定された基管３０と基管３０に対しその長さ方向に往復動する可動管３１で構成されている。

基管３０のフランジ部３００とその側面部にはそれぞれネジ孔３０１とネジ孔３０２が設けられている。

可動管３１の内径は、基管３０の外径よりも大きく、可動管３１内に基管３０が挿入される。可動管３１の側面部には、ネジ孔３０２に対応して長孔３１０が設けられている。長孔３１０を通して先端部にネジが形成されたピン３２がネジ孔３０２に螺着されている。斯かる構成により可動管３１が基管３０に対してそれらの長手方向（図１の上下方向）に往復動可能となる。すなわち、図１に示すように、ピン３２を境にしてその上下に空隙が形成されるが、上の空隙Ｓの長さに相当する距離だけ、可動管３１が往復動可能となる。たとえば、繰り返し使用によって弾性押圧体が新品よりもＡｍｍ（例えば５％）縦方向に伸びたならば、可動管３１はその自重によってＡｍｍ（例えば５％）下がり、その先端部は弾性押圧体２の底部に接するようになる。

可動管３１の先端部には、弾性押圧体２の一部を収容する収容口３１１を有している。本実施形態では、収容口３１１は、可動管３１の先端側面部で屈曲部２０に対向する位置に形成されており、弾性押圧体２の屈曲部２０を収容することができる。可動管３１には、弾性押圧体２内に通じる流体の流通孔３１２が複数設けられている。
弾性押圧体２の収縮・膨張は、中子１の開口部（上部に形成されている）から弾性押圧体２内の気体を吸引排除・弾性押圧体２内への流体の供給により行われる。

固定治具４は、複数のネジ孔４００を有するリング状の治具本体４０と、ネジ孔４００及び前記ネジ孔３０１に螺着されるネジ４１とから構成される。固定治具４による弾性押圧体２の管体３への取り付けは、弾性押圧体２内に管体３が挿入された状態で弾性押圧体２のフランジ部２１を、基管３０のフランジ部３００の下面と治具本体４０の上面に当接させた後、ネジ孔４００、３０１にネジ４１を螺着させ、押圧体２のフランジ部２１をフランジ部３００と治具本体４０との間に挟持することにより行うことができる。

本発明の抄造成形体製造用中子は、脱水型或いは乾燥型内に配された湿潤状態の抄造体の内面に収容して、該内面を押圧することで該抄造体を脱水又は乾燥させる場合に好適に使用されるが、たとえばパルプ繊維を含む非湿潤状態の抄造体の内面を押圧して、抄造成形体を製造する際にも適用可能である。

次に、本発明の抄造成形体の製造方法を、その好ましい実施形態として、前記中子１を用いた抄造成形体の製造方法に基づいて図２を参照しながら説明する。

図２（ａ）に示すように、本実施形態においては、まず、製造する抄造成形体の外形形状に対応した成形面５０を有する乾燥型５内に、開口部１００を有する湿潤状態の抄造体１０を配する。乾燥型５は、ヒーター（図示せず）を備えるとともに、内部に水分の流通路５１が設けられた一組の割型から構成される。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は、乾燥型を構成する割型の突き合わせ面からみた断面図である。

抄造体１０にはパルプ繊維が含まれるが、該パルプ繊維には、木材パルプのほか、コットンパルプ、リンターパルプ、竹やわらその他の非木材パルプを用いることができる。これらのパルプは、そのバージンパルプ若しくは古紙パルプ（回収品）を単独で又は二種以上を混合して用いることができる。入手の容易性、供給安定性、環境保護、製造費用の低減等の点から、特に古紙パルプが好ましい。抄造体１０は、これらのパルプ繊維を含むスラリーを用い、公知の湿式抄造法により製造される。

抄造体１０には、前記パルプ繊維以外に、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熱可塑性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させもよい。これらの成分の配合量は、パルプ繊維と該成分の合計量に対して１〜９５質量％、特に５〜６０質量％が好ましい。

また、抄造体１０には、紙力強化剤、パルプ繊維の分散剤、成形助剤、着色料、着色助剤、防かび剤等を適宜添加することができ、さらに、サイズ剤、顔料、定着剤等を適宜添加することもできる。

乾燥成形を行う抄造体１０の含水率は、乾燥成形工程への移行時の抄造体１０の損傷防止、乾燥効率向上等の点から、３０〜８０質量％が好ましく、４０〜７０質量％がより好ましい。

次に、中子１の弾性押圧部２内の気体を上述の方法で排除することにより、屈曲部２０が収容口３１１から可動管３１内に収容された状態で中子１を抄造体１０の開口部１００からその内部に挿入する。

次に、図２（ｂ）に示すように、中子１の上述の開口部から流通孔３１２を通して弾性押圧体２内に空気を供給し、弾性押圧体２を膨出させる。そして、乾燥型５の成形面５０に抄造体１０を押圧しながら流通路５１を吸引し、抄造体１０の乾燥成形を行う。このとき、抄造体１０の水分は、乾燥型５の流通路５１から外部に強制的に排出される。このように、抄造体１０の内部から弾性押圧体２によって押圧することで、抄造体１０の乾燥と共に外表面に乾燥型５の成形面５０の形状を精度良く転写することができ、得られる抄造成形体１１（図２（ｄ）参照）の表面も平滑にすることができる。

このとき、可動管３１は、その自重によって弾性押圧体２の延びに応じて下方に下がり、その先端部が弾性押圧体２の下端部の内面に接した状態になる。

乾燥型５の温度（型の温度）は、抄造体１０の焦げ付き防止、乾燥効率向上の点から１００〜２５０℃が好ましく、１２０〜２２０℃がより好ましい。なお、乾燥効率向上の点から乾燥型５内に抄造体１０を配する前に、乾燥型５を加熱して所定温度に保持しておくことが好ましい。

弾性押圧体２内に流体を供給する際の該流体の圧力は、乾燥に供する抄造体１０に応じて適宜設定することができるが、０．０１〜５ＭＰａ、特に０．１〜３ＭＰａが好ましい。前記弾性押圧体２を膨張させるために用いる流体としては、例えば空気、熱風（加熱された加圧空気）、蒸気、過熱蒸気等の気体、油（加熱油）、その他の液が挙げられる。特に、加圧空気、熱風、過熱蒸気を用いることが、操作性等の点から好ましい。

抄造体１０が所定の含水率にまで乾燥されたら、中子１の開口部からの流体の供給を停止し、図２（ｃ）に示すように、弾性押圧体２内の流体を中子１の開口部から排出して弾性押圧体２を収縮させ、屈曲部２０を収容口３１１から可動管３１内に収容する。このとき、前述のように、可動管３１の先端部が弾性押圧体２の下端部に接しているため、弾性押圧体２の収縮及び収容口３１１からの屈曲部２０の収納がスムーズに行なわれる。その後、抄造成形体１１内から中子１を引き上げる。

次に、前記乾燥型５を開き、図２（ｄ）に示すように、乾燥成形された抄造成形体１１を乾燥型５から取り出してその製造を終了する。抄造成形体１１には、必要に応じ、トリミング処理、印刷処理、内外面仕上げ加工等の各種処理を施すことができる。

このように、本実施形態の中子１には、伸長可能な管体３が設けられており、乾燥成形時に、その先端部が弾性押圧体２に接するので、弾性押圧体２を収縮させたときにも、弾性押圧体２の収縮及び収容をスムーズに行うことができ、弾性押圧体２の収縮形態が嵩張ることがない。従って、抄造成形体１１の内面を損傷することなく、また抄造成形体１１の内面の表面性を低下させることなく、抄造成形体１１を製造することができる。本発明の中子は、中子の挿入方向とは異なる方向に突出する部分を有する抄造成形体の製造に特に有用である。

本発明は、前記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更することができる。

本発明の中子は、管体を伸長させる可動管の可動機構に特に制限はない。前記実施形態の中子１のような可動機構以外に、例えば、図３に示すように、基管３０のフランジ部３００と可動管３１の端部との間にスプリング等の弾性体３３を介在させて管体３１を伸長可能にすることもできる。

本発明の中子は、可動管３１が収容口３１１を有しないこともある。すなわち、製造される抄造成形体１１が直管（図１において屈曲部２０がない形状）の場合には、収容口３１１を設けないこともある。

弾性押圧体の形状を成形体の形状に可能な限り近い形状にすれば、抄造成形体は弾性押圧体によって無理なく押圧され、弾性押圧体の耐久性も向上する。そこで、抄造成形体が直管であっても、抄造成形体の開口部の径がそれ以外の部分の径よりも小さい場合には、収容口を設ける方が好ましい。それは、径の関係がこのような場合に、弾性押圧体に収容口を設けずに、可動管に弾性押圧体を吸着させても、弾性押圧体が抄造成形体の開口部の径よりも大きくなり、該弾性押圧体を該抄造成形体の開口部から内部に入れたときに、該弾性押圧体の一部が該抄造成形体の開口部等に接触して、該抄造成形体の表面性が低下することがあるからである。

また、本発明の抄造成形体の製造方法は、前記実施形態におけるように、乾燥成形工程において前記中子を用いることが好ましいが、該中子は、抄造体の脱水成形工程のみ用いることもできるし、脱水成形工程及び乾燥成形工程の両工程にも用いることもできる。脱水成形の際の流体及び押圧力は、例えば、前記乾燥成形におけると同様の流体及び押圧力を適用することができる。

本発明の抄造成形体製造用中子の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の抄造成形体製造用中子を使用した抄造成形体の製造工程を示す概略図であり、（ａ）は中子を挿入しつつある状態を示す図、（ｂ）は乾燥成形工程を示す図、（ｃ）は中子を収縮させた状態を示す図、（ｄ）は抄造成形体を取り出した状態を示す図である。 本発明の抄造成形体製造用中子の他の実施形態を示す側断面図である（図１相当図）。

符号の説明

１ 抄造成形体製造用中子
２ 弾性押圧体
３ 管体
３０ 基管
３１ 可動管
３１１ 収容口
４ 固定治具
５ 乾燥型
１０ 抄造体
１１ 抄造成形体

Claims (3)

1. 抄造成形体の製造に用いられる抄造成形体製造用中子であって、
   伸縮可能な袋状の弾性押圧体と、該弾性押圧体内に配されて該弾性押圧体内に流体を供給する管体とを備え、
   前記管体は、固定された基管と、該基管に対しその長さ方向に往復動する可動管とを有し、
   前記可動管の自重によって、又は、前記基管と前記可動管との間に弾性体を介在させて、前記可動管が前記弾性押圧体の延びに応じて下方に下がり、前記可動管の先端部が前記弾性押圧体の下端部の内面に接するように伸長可能である抄造成形体製造用中子。
2. 前記弾性押圧体は、成形する前記抄造成形体の形状に対応する屈曲部を有しており、
   前記管体は、その前記可動管の先端側面部で前記屈曲部に対向する位置に前記弾性押圧体の該屈曲部を収容する収容口を有している請求項１記載の抄造成形体製造用中子。
3. 請求項１記載の抄造成形体製造用中子を用いた抄造成形体の製造方法であって、製造型内に配された開口部を有する抄造体内に前記中子を該開口部から挿入した後、前記弾性押圧体内に流体を供給して該弾性押圧体を膨出させ、前記製造型の成形面に前記抄造体を押圧しながら該抄造体の成形を行う工程を具備する抄造成形体の製造方法。