专利名称：纸浆模制成型品的制造方法
技术领域：
本发明涉及作为譬如容器或缓冲材料等包装用构件使用的纸浆模制成形品的制造方法。
背景技术：
譬如有盖的容器或瓶体一类的包装容器一般用塑料制造，因为塑料具有易于成形和产量大的优点。但塑料容器在废弃处理方面有许多问题，因此，作为塑料的代用品，用纸浆模制方法成形的纸浆模制容器正在为人们所重视。纸浆模制容器便于废弃处理，而且可利用再生纸制造，故成本低廉。
作为制造上述纸浆模制容器的方法，有以下的方法。譬如设置从金属模的外侧面与空腔连通的多个孔并铺设金属网，在一对分型模中注入纸浆液，从该分型模的外侧进行吸引，使纸浆纤维堆积在该金属网上，由此形成纸浆层叠体。而且在使纸浆层叠体形成分型模的空腔形状后，将成形后的该纸浆层叠体构成的纸浆模制容器脱模并干燥。
然而，采用上述方法时，必须在含水率相当高的状态下取出纸浆层叠体，或必须长时间地进行纸浆层叠体的脱水、干燥，故纸浆模制容器容易发生变形，且干燥效率低，产量低，导致纸浆模制容器成本很高。
在特开昭54-133972号公报中公开了以下方法，从特殊喷嘴对网状模具中喷射纸浆液，再吹入高压空气，以除去相当多的水分后再脱模，并用热风、红外线等使之干燥，由此制造出纸浆模制容器。
然而，采用上述方法时，由于未将纸浆层叠体与模具表面密合，故不能使之形成复杂的形状，产品形状及尺寸精度的误差较大。而且干燥效率低，不能控制成形品的壁厚(定量、密度)。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种能形成复杂形状、同时能将嘴部、胴体部及底部无接缝地连成一体的纸浆模制成形品的制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种纸浆模制成形品的制造方法，向成形模的空腔内注入纸浆液以形成纸浆层叠体，所述成形模由一组抄纸用分型模组成，通过使该分型模对接而形成规定形状的空腔，然后向该空腔内供给流体，以将该纸浆层叠体推压到该空腔内面，由此进行脱水，再将脱水后的该纸浆层叠体从上述成形模取出，并将该纸浆层叠体装入已加热到规定温度的加热模内，所述加热模由已形成使外部与内部连通的多个连通孔的另外一组分型模组成，在该加热模的空腔内插入型芯，并向该型芯内供给流体以使该型芯膨胀，用膨胀后的该型芯将该纸浆层叠体推压到该加热模的空腔内面，在此状态下将该纸浆层叠体加热干燥，其特征在于，所述纸浆液含有如下纸浆纤维平均纤维长为0.8～2.0mm，加拿大标准为100～600cc，在纤维长的度数分布中，纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围的纤维占全体的20～90％、且1.4mm以上3.0mm以下范围的纤维占全体的5～50％。
图1(a)～(e)是表示本发明第1实施形态的模式图，其中图1(a)表示纸浆模制成形品的抄纸工序，图1(b)表示型芯插入工序，图1(c)表示加压、脱水、干燥工序，图1(d)表示打开成形模的工序，图1(e)表示纸浆模制成形品的取出工序。
图2是本发明使用的较佳分型模的分解立体图。
图3是本发明使用的又一较佳分型模的剖视图。
图4是用本发明制造的纸浆模制成形品一例的纵剖视图。
图5是于本发明使用的再一较佳分型模的剖视图。
图6表示本发明使用的纸浆纤维的纤维长度度数分布一例。
图7(a)～(e)是表示本发明第3实施形态的模式图，其中图7(a)表示向成形模插入供气管及该成形模的浸涂工序，图7(b)表示纸浆的吸引、抄纸工序，图7(c)表示向空腔内供气及纸浆层叠体的脱水工序，图7(d)表示成形模向上提及供气管拔出的工序，图7(e)表示打开成形模取出纸浆层叠体的工序。
图8是表示在本发明第4实施形态中向成形模插入供气管及该成形模的浸涂工序的模式图(相当于图7(a))。
图9(a)～(c)是表示本发明第6实施形态的模式图，其中图9(a)表示插入端面加工构件的工序，图9(b)表示将纸浆层叠体的开口部加厚的工序，图9(c)表示用型芯推压纸浆层叠体的工序。
图10是表示本发明第7实施形态使用的成形装置的模式图。
图11(a)～(d)是表示本发明第8实施形态的模式图，其中图11(a)表示插入构件的插入工序，图11(b)表示覆盖构件的预膨胀工序，图11(c)表示纸浆层叠体的加压脱水工序，图11(d)表示打开成形模取出纸浆模制成形品的工序。
图12是表示在本发明第9实施形态中插入构件的插入工序的模式图(相当于图11(a))。
图13(a)～(c)是表示本发明第10实施形态的模式图，其中图13(a)表示第一纸浆液的加压注入工序，图13(b)表示第二纸浆液的加压注入工序，图13(c)表示加压脱水工序。
图14是表示用第10实施形态得到的纸浆模制成形品多层结构的模式图。
图15是表示用第10实施形态得到的纸浆模制成形品又一多层结构的模式图(相当于图14)。
具体实施例方式
以下结合附图详细说明运用了本发明的具体实施形态。首先结合图1说明第1实施形态。
本实施形态的纸浆模制成形品的制造方法是将由一组抄纸用分型模3、4构成的成形模10的该分型模3、4对合以形成规定形状的空腔1，向该空腔1内注入纸浆液，并将该分型模3、4减压，以使纸浆纤维堆积在该分型模3、4内面上形成纸浆层叠体5，然后，在该分型模3、4内插入有弹性且伸缩自如的型芯6，并向该型芯6内供给流体以使该型芯6膨胀，通过膨胀的该型芯6将该纸浆层叠体5推压到该分型模3、4内面，并对该纸浆层叠体5进行加压、脱水、干燥，在将该型芯6内的该流体抽出后，从该分型模3、4中取出纸浆模制成形品7。上述分型模3、4上设有从其外侧面与空腔1连通的多个连通孔2。
以下结合图1具体说明本实施形态的纸浆模制成形品的制造方法。首先如图1(a)所示，向上述一对抄纸用分型模3、4内注入纸浆液，该一对分型模3、4具有从外侧面与空腔1连通的多个连通孔。该纸浆液是将纸浆纤维分散于水中而成。纸浆纤维最好采用针叶树或阔叶树等木材纸浆或竹、秸杆等非木材纸浆。纸浆纤维的长度和粗细最好分别在0.1mm以上10mm以下、0.01mm以上0.05mm以下。关于更好的纸浆构成将在后面说明。
本实施形态为了制造开口部直径小于胴体部直径的圆筒形瓶体，使用具有与该瓶体形状对应的空腔形状的分型模3、4。
然后，如图1(a)所示，对上述分型模3、4进行减压(从该分型模3、4外侧抽真空)，以使纸浆纤维堆积于该分型模内面。结果，在分型模内面上形成由纸浆纤维堆积而成的纸浆层叠体5。
然后，如图1(b)所示，在对空腔1进行减压的同时，在空腔1内插入具有弹性且伸缩自如的型芯6。上述型芯6要在空腔内如同气球一般膨胀，并将纸浆层叠体5推压到分型模内面进行脱水，由此使纸浆层叠体具有该分型模内面的形状，故最好用拉伸强度、回弹性及伸缩性佳的聚氨酯、氟、硅系橡胶、合成橡胶等做成。上述型芯6也可以是没有弹性的空心袋状物。在这种场合，可以将这种型芯插入上述分型模3、4内，并将上述纸浆层叠体5推压到分型模内面，由此压成该分型模内面的形状。袋状的该型芯6可以用譬如聚乙烯或聚丙烯等合成树脂薄膜、在该薄膜上镀铝或硅石后形成的薄膜、在该薄膜上层叠铝箔后形成的薄膜、纸类、布类等做成，只要其大小大于该纸浆层叠体的内部形状即可。另外，在用这种型芯推压该纸浆层叠体5后，也可不将该型芯取出，而作为层叠体的内层。
然后，如图1(c)所示，向上述型芯6内供给流体，以使该型芯6膨胀，通过膨胀后的该型芯6将上述纸浆层叠体5推压到分型模内面上进行加压脱水。这样一来，纸浆层叠体5就被膨胀的型芯6推压到分型模内面，并被压成该分型模内面的形状。这样，由于是从空腔1内将纸浆层叠体5推压到分型模内面上，故即使该分型模内面形状复杂，也能高精度地将该分型模内面形状施加给纸浆层叠体5。上述流体使用譬如压缩空气、油或其他各种液体。另外，供给流体的压力最好为9.8×103Pa～49.0×105Pa。如果不到9.8×103Pa，则有时不能用上述型芯6将上述纸浆层叠体5推压到分型模内面，而如果大于49.0×105Pa，则有时该型芯6会将纸浆层叠体5压破。
通过在将分型模3、4加热后推压纸浆层叠体来将该纸浆层叠体5进行加压、脱水、干燥。然后，如图1(d)所示，抽出上述型芯6内的流体。这样一来，型芯6即由于弹性而收缩。然后从分型模3、4内取出缩小了的型芯6，并打开该分型模3、4，取出成形后的纸浆模制成形品7。上述流体最好是加压流体，这样可缩短对上述型芯6供给流体和排出流体的时间。再有，最好采用加热流体，这样可缩短干燥时间。
由此制造出来的纸浆模制成形品7是开口部7a的直径小于胴体部7b的直径的圆筒形瓶体，开口部7a、胴体部7b及底部7c无接缝，且该开口部7a、胴体部7b及底部7c形成一体。这样，用本发明的方法制造的纸浆模制成形品7由于在容器外表面不存在接缝，故外表美观。
采用上述实施形态时，在干燥、脱水完毕阶段即可取出纸浆模制成形品7，故干燥效率高，生产效率高，而且可减少容器变形。另外，采用上述实施形态时，可以控制向分型模内面的推压，故能够做成复杂的形状，同时形状和尺寸精度无误差，干燥效率高。另外，可控制厚度和定量，可以在设计纸浆模制成形品7时设定强度。再有，采用上述实施形态时，容器的内外表面性良好，可提供内外面均美观的容器。
另外，采用上述实施形态时，可以制造出有三次曲面的、或有底、无底等形状复杂的成形品，更不用说制造较高的容器(60mm以上)或无锥度容器了。譬如无锥度的直筒形且高度在60mm以上的无底部中空容器、中央凹陷的具有三次曲面的无底中空容器、在容器下端外侧面形成多个凸起的具有三次曲面的无底中空容器等。再譬如嘴部直径与底部直径大致相同且无锥度的直筒形有底中空容器、嘴部直径大于底部直径呈钵形的有底中空容器等。再譬如嘴部直径小于胴体部直径的有底或无底容器、圆筒形且表面形成凸出花纹的有底中空容器、中央凹陷的有底中空容器、从嘴部向着底部逐渐缩小外径尺寸的有底中空容器、从嘴部向着底部逐渐增大外径尺寸的有底中空容器等。
在上述实施形态中，纸浆层叠体5的加压脱水和加热干燥是在同一个模具内进行，当然这些操作也可分别用不同模具进行。具体说，一旦如图1(a)那样形成纸浆层叠体5，就如图1(b)那样在空腔1内插入型芯6，再向该型芯6中供给加压流体。由此将纸浆层叠体5推压到空腔1的内面进行加压脱水。在这种场合，成形模10未被加热。当纸浆层叠体5脱水到规定的含水率时就将分型模3、4打开，取出未干燥状态的纸浆模制成形品。将该纸浆模制成形品放入由另外准备的一对分型模构成且被加热到规定温度的加热模(未图示)内进行加热干燥。在进行加热干燥时，也可将与在上述加压脱水过程中使用的型芯6同样的型芯插入加热模的空腔内，并向该型芯内供给加压流体，以使该型芯膨胀，将未干燥的纸浆模制成形品推压到加热模的空腔内面，以进一步促进加热干燥。
当加压脱水和加热干燥分别用不同模具进行时，加热干燥用的加热模的空腔形状只要与应形成的成形品的外形对应即可，而对加压脱水用的成形模的空腔形状则无特别限制。
另外，在图1(a)～(e)所示的实施形态中，不用有弹性且伸缩自如的型芯6，而将预先成形的热可塑性树脂构成的有底型坯加热到规定温度后使用。
具体地说，上述型坯是由预先成形的热可塑性树脂构成的冷型坯，在开口部形成螺纹部。最好采用聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等作为热可塑性树脂。关于型坯的加热温度，在使用聚丙烯时为120～140℃，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯时为100～130℃。
将加热到规定温度的型坯代替图1(b)所示的型芯6插入空腔内。接着向该型坯内供给加压流体以使该型坯膨胀，用膨胀后的该型坯将上述纸浆层叠体推压到分型模内面上后，对该纸浆层叠体进行加压脱水及加热干燥。由此将上述纸浆层叠体5定型、脱水及干燥，同时在该纸浆层叠体5的内面密合形成热可塑性树脂薄膜。采用这种方法，热可塑性树脂薄膜的内装可以与纸浆层叠体的脱水、干燥同时进行，故可简化生产工序，提高生产效率，降低成本。用这种方法制造的纸浆模制成形品7，因其内面装有热可塑性树脂薄膜，故防水性、防潮性及气体隔离性良好，作为容器使用的范围很广。
图2表示上述各实施形态中所用的较佳分型模。该分型模由具有形成纸浆层叠体用的空腔部101的抄纸部100、及具有与外部连通的吸引口111的集流腔(manifold)110构成。一旦将上述集流腔110与空腔101的背部嵌合，即形成由抄纸部100的背部和集流腔110的侧壁112及开口部侧壁113围成的中空室。在形成有空腔101的抄纸部100的块102上形成从空腔101与中空室连通的多个连通孔103。
通过设在集流腔110上的环部114挂在设于抄纸部100的钩部104上，即可将抄纸部100与集流腔110以可更换的方式固定。该抄纸部100因纸浆模制成形品的品种形状而异，故在更换制造品种时，只替换抄纸部。通过在集流腔110的侧壁112的上端部设有密封构件，可防止抄纸部100与集流腔110嵌合时中空室内的吸引效率降低。
作为图2所示模具的变形例，也可使用图3所示的分型模。图3的分型模是在集流腔110上设有分隔壁115、115。这些分隔壁将中空室分成3个中空室(第一中空室116、第二中空室117、第3中空室118)，空腔部与各中空室分别通过多个连通孔113连通。在各分隔壁115的上端部(与抄纸部100的块102相接的面)上设有密封构件119。在各中空室116、117、118分别设有与外部的吸引装置连通的第一吸引口116′、第二吸引口117′、第3吸引口118′，对各吸引口可分别作独立的吸引控制。另外，在抄纸部100的空腔部101设有后述的网层105。
在用图3所示的分型模成形纸浆模制成形品时，通过对各中空室116、117、118的吸引压力进行控制，可以从各中空室经过各连通孔而使空腔101表面的吸引力发生变化。通过这一吸引力控制，可以在纸浆模制成形品上尤其需要增加强度的部位增加其厚度。譬如，如果只提高第一中空室的吸引压力，与该第一中空室连通的空腔101的表面部分所堆积的纸浆纤维的量就可多于与其他中空室连通的空腔部位。结果，与该部分对应的纸浆模制成形品的壁厚可以加厚。
另外，通过将各中空室的吸引开始或吸引停止的时间错开，能够更加准确地控制纸浆模制成形品的厚度。譬如，在各吸引口设置压力计(真空计)，用各自独立的压力对各中空室116、117、118进行独立吸引。当由于纸浆纤维堆积在空腔部101而导致真空度低于设定压力时，就停止各中空室116、117、118的吸引。这样可节约不必要的吸引能源。
另外，通过对设置在各中空室的压力计进行检查，可对网层105的破损、连通孔103的堵塞、吸引装置不良导致的吸引不良等吸引控制不良的状况进行监控。
采用图2及图3所示的分型模时，通过更换抄纸部100就可成形各种形状的纸浆成形品。譬如可以成形图4所示的箱形纸板成形品，来取代图1(d)所示的圆筒状瓶体。
图4所示的纸浆模制成形品7在上部具有开口部7a，还有胴体部7b及底部7c。胴体部7b和底部7c通过曲面部7d连接，由此可提高成形品7的耐冲击强度。成形品7的横截面形状是沿成形品7的高度方向大致相同，呈四角带有圆弧的矩形。这样也能提高成形品7的耐冲击强度。另外，上述矩形的四条边均呈略向外膨出的柔和曲线状。在胴体部7b上沿其全周形成连续的凹状部7e，这样可便于手持成形体1。
在从侧面方向看成形品7时，构成胴体部7b前后壁的外侧面沿成形品7的高度方向呈直线状(不过，凹状部7e除外)。同样，当从正面方向看成形器7时，构成胴体部7b左右侧的外侧面也是沿成形品7的高度方向呈直线状(同样，凹状部7e除外)。
在成形品7上，底部7c的接地面B与胴体部7b侧壁的外侧面构成的角度θ为前后壁及左右壁均大于85°，最好是大于89°(图4中角度θ约为90°)，另外胴体部7b的高度(见图4)为50mm以上，最好是100mm以上。角度θ可以超过90°。采用传统纸浆模制成形品的制造方法时，要制造这种侧壁上升角度大且底部深的产品实质上是不可能的，对于容器的外形有各种制约，而本发明则无此不便。
再有，如果成形品7的纵截面及/或横截面上的拐角部位壁厚大于其他部位，则成形品7整体的压缩强度(压曲强度)将高于上述两处壁厚相同的场合。譬如在图4所示的成形品7的纵剖视图中，最好拐角部、即曲面部7d的壁厚T2大于胴体部7b的壁厚T1(即T2＞T1)。在这种场合，如果T2/T1＝1.5～2，则更能提高成形品7整体的压缩强度。另外，从体现成形品7所要求的最低压缩强度出发，T1自身的厚度最好在0.1mm以上。考虑到成形品7在运输，仓储及店堂陈列时需要将其堆放，成形品7应该具有最低限度的压缩强度。同样，在成形品7胴体部的横截面(未图示)上，最好拐角部的壁厚T2也大于其他部位的壁厚T1。
如果不仅T1与T2之间具有上述关系，而且成形品7的纵截面及/或横截面上拐角部的密度ρ2小于其他部位的密度ρ1(即ρ1＞ρ2)，则既可提高成形品7的压缩强度，又可减少材料的用量，即，能够同时满足两个互相矛盾的要求。在这种场合，如果做到0.1×ρ1＜ρ2＜ρ1，则这种效果格外显著。满足上述要求的成形品7的压缩强度达到190N以上。该压缩强度是以20mm/min的速度从其高度方向对成形品7进行压缩时的最大强度。为了使T1和T2、ρ1和ρ2之间具有上述关系，只要在譬如上述制造方法中适当选择用型芯6进行推压时的加压流体压力和流量、型芯6的材质和形状、成形品的形状等即可。
采用图3所示的分型模时，如上所述，很容易增大纸浆模制成形品上所需部位的壁厚，而采用图5所示的分型模也能容易地增大纸浆模制成形品上所需部位的壁厚。
图5所示的分型模具有抄纸部100、集流腔110和滞留部形成用模具120。滞留部形成用模具120是在使上述分型模之间对接以形成空腔后，从外部插入该空腔内，由此在与该空腔内面之间形成可以滞留纸浆液的空间。抄纸部100及集流腔110则与图3所示的结构相同。
一旦图5所示的分型模之间对接，即在其内部形成形状与应形成的成形品外形对应的空腔。空腔中与成形品的开口部对应的部位(本实施形态中将该部位称为开口部对应空腔部)形成向外部开口的开口部，在该部位插入后述的滞留部形成用模具120的滞留壁122。在开口部对应空腔部的内面形成与螺纹牙对应的未图示螺纹槽。
如图5所示，滞留部形成用模具120由矩形的顶板121、从顶板121的下侧面大致中央部垂下的圆筒状纸浆液滞留壁122构成。纸浆液滞留壁122的内部成为沿上下方向贯穿滞留部形成用模具120的圆柱形空洞。该空洞即成为纸浆液流入通道124。另外，通过将滞留部形成用模具120上的纸浆液滞留壁122插入开口部对应空腔部，且使顶板121的下侧面与集流腔110的端面抵接，形成分型模10。
纸浆液滞留壁122外侧面的直径小于开口部对应空腔部的直径。结果是，一旦纸浆液滞留壁122插入开口部对应空腔部，在纸浆液滞留壁122的外侧面和开口部对应空腔部的内面之间就形成可供纸浆液滞留的环状空间123。
如果用上述分型模形成成形品，纸浆液就流入并充满由纸浆液滞留壁122的外侧面和开口部对应空腔部的内面形成的环状空间123中且很容易滞留，比空腔1内面的其他部分有更多的纸浆纤维堆积于此。结果，在空腔1的内面形成这样的纸浆模制成形品，即，得到的成形品的开口部上端附近对应部位的厚度大于其他部位。该较厚部位的厚度与上述环状空间123的厚度对应。
在如此得到的纸浆模制成形品上的开口部，在从其上端面到规定深度为止的区域，形成厚度大于胴体部及底部的厚壁部。厚壁部沿开口部的全周连续形成。在开口部的外侧壁上还形成与盖子螺合用的螺纹牙。螺纹牙的纵截面形状可根据开口部的强度要求及成形品的生产性(譬如便于螺纹牙的干燥和便于形成形状等)做成三角形或矩形，但如盖子需多次开闭，则最好做成梯形。另外，为了使盖子能承受多次开闭，也可以在包含螺纹牙的开口部涂覆或浸渍树脂，以提高该开口部的强度。
作为上述实施形态中使用的纸浆液，如果采用平均纤维长度为0.8～2.0mm、加拿大标准游离度(Canadian Standard Freeness)为100～600cc、纤维长的度数分布为纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围的纤维占全体的20～90％、1.4mm以上3.0mm以下范围的纤维占全体的5～50％的纸浆液，则可得到壁厚均匀、抄纸时不易发生破裂、表面平滑的纸浆模制成形品。
上述纸浆纤维的平均纤维长度为0.8～2.0mm时较好，0.9～1.8mm时更好，1.0～1.5mm时最好。如果平均纤维长度不到0.8mm，则抄纸时或干燥时容易在成形品表面产生裂纹，或成为耐冲击强度弱的成形品。而如果超过2.0mm，则抄纸时形成的纸浆层叠体上容易产生厚度不匀，导致成形品表面不平滑。本说明书中所述的平均纤维长度是指对纸浆纤维的纤维长的度数分布进行测量并从其长度加权平均求出的值。
另外，上述纸浆纤维的游离度为100～600cc时较好，200～500cc时更好，300～400cc时最好。游离度不到100cc时滤水性过低，难以实现成形周期高速化，且有时会发生成形品脱水不良，而超过600cc时则滤水性过高，会在抄纸时形成的纸浆层叠体上形成厚度不匀。
另外，上述纸浆纤维的纤维长的度数分布最好是纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围(以下称该范围为A范围)的纤维占全体的20～90％、1.4mm以上3.0mm以下范围(以下称该范围为B范围)的纤维占全体的5～50％。图6是本发明的方法中使用的较佳纸浆纤维的纤维长的度数分布一例，如图所示，度数分布曲线上范围A部分的面积(图中用斜线表示)与全体面积的比率相当于具有范围A的纤维长的纸浆纤维所占的比率(％)。同样，度数分布曲线上范围B部分的面积(图中用斜线表示)与全体面积的比率相当于具有范围B的纤维长的纸浆纤维所占的比率(％)。另外，通过使用具有这种度数分布的纸浆纤维，再加上将平均纤维长及排水率选择在上述范围内，就可以得到厚度均匀、抄纸时不发生破裂、表面平滑的纸浆模制成形品。具有范围A的纤维长的纸浆纤维占全体的30～80％时较好，占35～65％时更好，具有范围B的纤维长的纸浆纤维占全体的7.5～40％时较好，占10～35％时更好。
尤其是，如图6所示，在范围A及范围B各有度数分布的峰值PA、PB，取该峰值能进一步提高上述效果。
具有上述平均纤维长、排水率及纤维长的度数分布的纸浆纤维可以通过控制其种类(譬如NBKP或LBKP、废纸纸浆等)、打浆条件、多种纸浆的混合条件等得到。尤其是，将平均纤维长1.5～3.0mm的较长纸浆纤维与平均纤维长0.3～1.0mm的较短纸浆纤维混合，以使前者/后者的混合比为90/10～40/60(重量基准)，由此得到上述纸浆纤维，可得到表面平滑性佳的成形体。
上述纸浆液可以由上述纸浆纤维和水组成，也可再添加滑石和高岭石等无机物、玻璃纤维和碳纤维等无机纤维、聚烯烃等合成树脂的粉末或纤维、非木材或植物质纤维、多糖类等成分。这些成分的配量占上述纸浆纤维与该成分相加后的总量的1～70重量％时较好，占5～50重量％时最好。
以下结合图7～图15说明本发明第2～第10实施形态。关于这些实施形态，只说明与第1实施形态不同之处，凡未特别说明之处则适用对第1实施形态的详细说明。在图7～图15中，凡与图1～图6相同的构件均用相同符号来表示。
在第2实施形态中，在将粗和密的网层覆盖到第1实施形态中的抄纸用分型模3、4各自的表面后，注入纸浆液形成纸浆层叠体。具体地说，用第一网层和比该第一网层细的第二网层构成该网层，使第一网层密合地覆盖在抄纸用分型模3、4上，同时将第二网层覆盖于第一网层上。或者是用第一网层和比该第一网层细的第二网层构成，使第一网层密合地覆盖在抄纸用分型模3、4上，同时在第一网层上形成第二网层。这样，通过在网眼较粗的第一网层上覆盖网眼较细的第二网层，或在网眼较粗的第一网层上形成网眼较细的第二网层，可以减少在抄纸用分型模3、4上开设的连通孔2的数量，且可将后述的纸浆层叠体5抄制成均匀的厚度。
上述第一网层及第二网层做成粗和密的网层，在覆盖于上述抄纸用分型模3、4上后，沿该抄纸用分型模3、4的表面形状密合。譬如，第一网层及第二网层使用由天然素材、合成树脂或金属组成的单一或复数种材组合。还可作表面改质涂覆，以提高网层的光滑性、耐热性和耐久性。
作为天然素材，有植物纤维、动物纤维等，作为合成树脂，有热可塑性树脂、热硬化树脂、再生树脂、半合成树脂。
另外，第一网层的平均最大开孔宽度以1～50mm为好，5～10mm则更好。开孔宽度是指第一网层的线间距离。如果平均最大开孔宽度小于1mm，则真空效率差，纸浆纤维不易堆积于网层表面，结果是不易形成纸浆层叠体。而如果大于50mm，则有时第二网层可能穿透第一网层的线间而与抄纸模具表面密合，导致局部的真空效率恶化，造成纸浆层叠体厚薄不均。
另外，上述第一网层以平均开孔面积率30～95％为好，75～90％更好。平均开孔面积率小于30％，则真空效率差，不易形成纸浆层叠体，而若超过95％，有时第二网层会与抄纸模具表面密合，造成局部真空效率差，使纸浆层叠体厚薄不均。
另一方面，第二网层的平均最大开孔宽度以0.05～1.0mm为好，0.2～0.5mm则更好。开孔宽度是指第二网层的各线的内径尺寸。如果平均最大开孔宽度小于0.05mm，则真空效率差，纸浆纤维不易形成，而如果大于1.0mm，则容易发生纸浆纤维穿透的现象，难以形成纸浆层叠体。
另外，第二网层以平均开孔面积率30～90％为好，50～80％更好。平均开孔面积率小于30％，则真空效率差，不易形成纸浆层叠体，而若超过90％，容易发生纸浆纤维穿透的现象，不易形成纸浆层叠体。
本实施形态的第一网层采用在装于上述抄纸用分型模3、4后的平均最大开孔宽度为3～6mm、平均开孔面积率为80～92％、线粗为0.3mm的网。上述第一网层在装于抄纸用分型模3、4前的平均最大开孔宽度为0.08～0.25mm、平均开孔面积率为46％、线粗为0.12mm。
第二网层采用在装于上述抄纸用分型模3、4后的平均最大开孔宽度为0.22～0.35mm、平均开孔面积率为58～69％、线粗为0.06～0.07mm的袜网。上述第二网层在装于抄纸用分型模3、4前的平均最大开孔宽度为0.38～0.42mm、平均开孔面积率为75％、线粗为0.05～0.06mm。
第二网层只要具有如下刚性即可，即，不会因抄纸用分型模抽真空而通过第一网层开孔与该抄纸用分型模表面接触。
在第3实施形态中，采用图7(a)～(e)所示的成形模10。该成形模10通过将一组分型模3、4对接，在内部形成形状与要形成的、有口颈部的成形品外形对应的空腔1，同时形成从该空腔1上的口颈部对应空腔部8向外部开口的纸浆液流入口部9。
在上述成形模10上，2个分型模3、4对接后形成的纸浆液流入口部9的横截面积小于口颈对应空腔部8的横截面积。由此，当吸引纸浆形成纸浆纤维层时，能有效地防止对该纸浆液的吸引导致向空腔1流入而引起纸浆纤维层混乱，得到的成形品的口颈部壁厚均匀。
纸浆液流入口部9的横截面积与口颈部对应空腔部8的横截面积之比取决于要形成的成形品的大小、形状或纸浆液被吸引的程度等，前者/后者的值为0.05～0.99、尤其是为0.30～0.70时，得到的成形品整体壁厚均匀，且抄纸效率高。
以下结合图7说明使用上述成形模10的、具有口颈部的有底纸浆模制成形品的制造方法。首先，如图7(a)所示，将一对分型模3、4对合，对沿空腔1的内面配有网层11的成形模10从其外部通过纸浆液流入口部9而向空腔1内插入具有凸缘部12的供气管13，接着将已被插入该供气管13的该成形模10以该纸浆液流入口部9向下的状态浸入纸浆液14中。在供气管13的一个末端15附近有圆盘状凸缘部12，且在该末端15连接着供气软管16。凸缘部12的面积大于成形模10上纸浆液流入口部9的横截面积。另外，供气软管16与未图示的供气源连接。而且供气管13从其另一个末端17的方向插入空腔1内。从供气管13上该另一个末端17到凸缘部12为止的长度为该凸缘部12与纸浆液流入口部9抵接时该另一个末端17不与空腔1中的底部对应空腔部8′抵接的长度。
接着，如图7(b)所示，在纸浆流入口部9与供气管13上的凸缘部12之间留有空隙18的状态下，利用与吸引口111连接的吸引装置(未图示)，并通过该空隙18吸引纸浆液14，使纸浆纤维堆积在沿空腔1的内面配置的网层11上。由此在网层11上形成纸浆层叠体5。吸引的程度取决于要形成的成形品的大小和形状，一般为-0.13～-101.3kPa，最好是-13.3～-90.0kPa。
一旦形成了规定厚度的纸浆层叠体5，即如图7(c)所示，用供气管13上的凸缘部12封住纸浆液流入口部9，阻止纸浆液14流入。并且在用该凸缘部12封闭的状态下，用未图示的供气源，一边通过供气管13向空腔1内的上部、即向底部对应空腔部8′附近强制地供气，一边对空腔1内进行吸引，将空腔1内存在的纸浆液14向外部排出，同时进行纸浆层叠体5的脱水。通过这样一边向充满了纸浆液14的空腔1内的上部供气一边吸引，能有效地防止堆积的纸浆纤维因吸引而被搅乱，使形成的成形品壁厚均匀。此外，作为成形模，其纸浆液流入口部9的横截面积小于口颈部对应空腔部8的横截面积，故能有效地防止堆积在口颈部对应空腔部8的纸浆纤维因纸浆液14的流入而被搅乱，使形成的成形品的口颈部壁厚均匀。另外，从纸浆层叠体5的自守性(保形性)及便于生产的观点出发，上述脱水的程度最好是纸浆层叠体5的含水率应为该纸浆层叠体5的10～95重量％，最好为40～80重量％。
一旦将纸浆层叠体5脱水到规定的含水率，即如图7(d)所示，将成形模10从纸浆液14上向上提，再将插入成形模10内的供气管13向下拉。继而如图7(e)所示，将成形模10打开，取出纸浆层叠体5。在这种场合，由于该纸浆层叠体5已被脱水到能充分自守的程度，故取出时不会损型。该纸浆层叠体5被装入加热到规定温度的加热模内进行加热干燥，得到纸浆模制成形品。加热干燥的操作过程与第1实施形态相同。
在第4实施形态中，如图8所示，与第3实施形态相同，使用供气管13。供气管13与第3实施形态相同，在一个末端15附近设有圆盘状凸缘部12，但该末端15处不连接供气软管。而是用封闭装置封闭该末端15，阻止纸浆液浸入供气管13内。该供气管13从其另一个末端17的方向插入空腔1内。接着将被插入了该供气管13的成形模10以纸浆液流入口部9向下的状态浸入纸浆液14中。
接着，在纸浆流入口部9与供气管13上的凸缘部12之间留有空隙18的状态下，对空腔1的内部进行脱气，并通过该空隙吸引纸浆液14，使纸浆纤维堆积在沿空腔1的内面配置的网层11上。由此在网层11上形成纸浆层叠体5。
一旦形成了规定厚度的纸浆层叠体5，即用供气管13上的凸缘部12封住纸浆液流入口部9，阻止纸浆液14流入，同时暂停吸引。并且在用该凸缘部12封闭的状态下，将成形模10从纸浆液14中向上提。继而取下将供气管13的一个末端15封闭的封闭装置19，并用供气管13向空腔1内的底部对应空腔部8′附近自然供气。同时再度进行上述吸引，将空腔1内存在的纸浆液14向外部排出，同时进行纸浆层叠体5的脱水。由此，与第3实施形态相同，能有效地防止堆积的纸浆纤维因吸引而被搅乱，使形成的成形品壁厚均匀。
一旦将纸浆层叠体5脱水到规定的含水率，就将插入成形模10内的供气管13向下拉。然后通过与第3实施形态相同的操作得到具有口颈部的有底纸浆模制成形品。
第5实施形态除了不用供气管外，其余与第3或第4实施形态大致相同。具体说，就是将成形模以纸浆流入口部向下的状态浸入纸浆液中。通过纸浆流入口部9吸引纸浆液，使纸浆纤维堆积在沿空腔的内面配置的网层上，形成纸浆层叠体。一旦形成规定厚度的纸浆层叠体，即暂停吸引，将成形模从纸浆液中向上提。然而再度进行吸引，对纸浆层叠体进行脱水。当纸浆层叠体脱水到规定的含水率后，即打开成形模，取出纸浆层叠体。
在第6实施形态中，是将在第1实施形态中形成的纸浆层叠体5如上述那样用型芯6进行加压脱水，然后打开成形模10，把经过加压脱水的纸浆层叠体5取出，再将其装入由图9(a)所示的一组分型模21、22组成的加热模内。加热模预先加热到规定的温度。装入完毕后，将由金属制圆筒体等构成的端面加工构件23从纸浆层叠体5的开口部5′上方降下。端面加工构件23的下端面光滑平坦。另外，在端面加工构件23的内侧壁下端部附近固定有型芯24的一部分，该型芯24的材质及开关与上述加压脱水中所用的型芯6相同。在此状态下，用端面加工构件23将纸浆层叠体5的开口部5′的上端部向下方压入，同时将型芯24插入纸浆层叠体5内。结果，如图9(b)所示，上述上端部附近凸出成厚壁。另外，端加工构件23的下端面的形状被复制到纸浆层叠体5的开口部5′的上端面上。然后如图9(c)所示，向型芯24内供给加压流体，并通过型芯24将纸浆层叠体5推压到分型模21、22的内面上以形成所需的形状，同时将纸浆层叠体5进行加热干燥。在加热干燥后，将端面加工构件23向上方提，同时从纸浆层叠体5内取出型芯24。再将加热模打开，取出纸浆模制成形品。采用本实施形态时，通过适当选择端面加工构件下端面的形状，即可控制将得到的纸浆模制成形品开口端面的形状，可提高盖子等的密封性。还可提高纸浆模制成形品开口部的强度。另外，在本实施形态中，也可不将型芯24固定在端面加工构件23上，而且在这种场合，也可在用端面加工构件23进行推入的前后插入型芯24。另外，型芯24的材质及形状也可不同于加压脱水时所用的型芯6。
图10是第7实施形态中所用的成形装置的模式图。该成形装置大致分为纸浆液供给部30和抄纸部40。
纸浆液供给部30具有贮存纸浆液14且设有纸浆液14的搅拌机31的纸浆液贮存罐32、从贮存罐32吸引纸浆液14并将纸浆液14加压注入成形模10内的注入泵33、对纸浆液14的流量进行计量的流量计34、根据来自流量计34的指令将纸浆14的流通路径向成形模方向或纸浆液贮存罐32方向变更的第一三通阀35、以及对向成形模10流入的纸浆液14和空气进行切换的第二三通阀36。纸浆液贮存罐32、注入泵33、流量计34、第一三通阀35以及第二三通阀36由管道37依次串联连接。
抄纸部40具有由分别形成从外部与内部连通的多个连通路径(未图示)的一组抄纸用分型模3、4组成的成形模10、从注入空腔1内的纸浆中排出水分的排水装置41、对空腔1内进行吸引的吸引泵42以及对成形模10和吸引泵之间进行开闭的开闭阀43。从纸浆液供给部30向空腔1内供给纸浆液是通过分别与第二三通阀36连接的管道37及插入空腔内的管道38进行的。与第二三通阀36连接的插入空腔内的管道38是通过纸浆液流入口部9而插入空腔1内的。
以下说明使用上述成形装置的成形品的制造方法。首先使注入泵33起动，从纸浆液贮存罐32吸上纸浆液14，再经由流量计34、第一三通阀35及第二三通阀36，将纸浆液14加压注入到成形模10的空腔1内。这时，纸浆液14的流量被流量计34所计量。由于纸浆液是在加压状态下被注入空腔1内，且纸浆液流入口部9的上端面被封闭，故注入到空腔1内的纸浆液中的水分通过从空腔1的内面与成形模10的外部连通的连通路径(未图示)及排水装置41而排出到成形模10的外部。与此同时，在空腔1的内面，由于纸浆液中所含的纸浆纤维的堆积而形成纸浆层叠体(未图示)。如上所述，由于纸浆液是在加压状态下注入的，故空腔1的内面上的纸浆压力在任何位置都是相同的。结果，即使是要形成侧壁的角度接近直角且底部很深的成形品，在空腔1的内面也能形成厚度均匀的纸浆层叠体，使最终得到的成形品厚度均匀。再有，由于注入空腔1内的纸浆液量是在线状态下计量的，故可更加高速进行抄制。而且，由于是在加压状态下注入纸浆液，并强制地排出水分，故能够更加高速地进行抄制。
为了在空腔1的内面形成厚度均匀的纸浆层叠体并更加高速地进行抄制，将纸浆液注入到空腔1内时的压力应为0.01～5MPa，最好是0.01～3MPa。
一旦完成规定量的纸浆液注入，流量计34即对第一三通阀35发布切换流路的指令。按照该指令切换第一三通阀35的流路，纸浆液经由返回管道37′而返回纸浆贮存罐32。
一旦纸浆液注入完毕，排水装置41即关闭并停止排水。再切换第二三通阀36的流路，形成将空气压入管道37″和插入空腔内的管道38连通的流路。并且从未图示的供气源经由空气压入管道37″及插入空腔内的管道38将空气压入空腔1内。与此同时，吸引泵42起动，进而开闭阀43打开，空腔1内受到吸引。通过上述一连串的操作，将空腔1内的水分完全吸出，进而将在空腔1的内面上形成的纸浆层叠体中的水分也吸出，使该纸浆层叠体脱水到规定的含水率。在对纸浆层叠体进行吸引脱水时，由于空腔1内因空气压入而处于加压状态下，故纸浆层叠体被更有力地推压到空腔1的内面上。结果使纸浆层叠体的厚度均匀，且空腔1的内面形状被精确地复制到纸浆层叠体上。而且加快了对水分的吸引脱水。
为了使纸浆层叠体厚薄均匀，且能加快纸浆层叠体的脱水，将空气压入空腔1内的压力应为0.01～5MPa，最好是0.01～3MPa。
一旦在空腔1内形成纸浆层叠体，就将插入空腔内的管道38拔出，然后在空腔1内用与第1实施形态中所用的型芯6同样的型芯对纸浆层叠体进行加压脱水。继而将成形模10加热，以将纸浆层叠体加热干燥，或是打开成形模10，取出纸浆层叠体，将其装入另外的加热模中进行加热干燥。由此得到纸浆模制成形品。
在第8实施形态中，如图11(a)所示，通过成形模10的纸浆液流入部9将插入构件50插入空腔1内。本实施形态中所用的成形模的空腔形状与箱形纸板容器的外形对应。具有插入构件50、心子51及供心子51插入的中空状或袋状覆盖构件52，两者都用规定的装置固定在固定板53上。心子51做成圆筒状，其侧面有许多个孔54。心子51的一端51a穿过固定板53而向外露出，并与未图示的加压流体供给源连接。结果是在插入构件50上形成从心子51的一端51a经由心子51的内部并通过心子51侧面的孔54到达覆盖构件52内部的连通路。覆盖构件52由可膨胀收缩的中空状弹性体或不能伸缩的袋状体构成。当覆盖构件52是由弹性体构成时，无论有无心子51，该弹簧性都具有弹性，故在进行后述的预膨胀时，容易做到不使该弹性体接触空腔1的内面。而在覆盖构件52由不能伸缩的袋状体构成时，通过将心子51内减压，以使该袋状体贴到心子51表面，能够在形成纸浆层叠体5时不使该袋状体接触到空腔1的内面。在本实施形态中是用弹性体作为覆盖构件52。该弹性体用拉伸强度、回弹性及伸缩性良好的聚氨酯、氟、硅系橡胶、合成橡胶等做成。而不能伸缩的袋本则用譬如聚乙烯或聚丙烯等做成。
在将插入构件50插入空腔1内且用固定板53封闭了纸浆液流入口部9以后，如图11(b)所示，通过上述连接路，从加压流体的供给源将规定的加压流体供给到覆盖构件52的内部。由此将覆盖构件52预膨胀到预定的大小。预膨胀后的覆盖构件52的形状为大致扁平的板状。这里的“预膨胀”即包括覆盖构件52伸长且其体积增加的场合(譬如覆盖构件52由可伸缩的弹性体构成的场合)，也包括虽然覆盖构件52自身并未伸长但其体积增加的场合(譬如覆盖构件52由不能伸缩的袋状体构成，且该袋体贴附在减压状态的心子51表面的场合)，本说明书中出现的“预膨胀”含义均与此相同。
通过上述预膨胀使插入构件50的体积增加，随之而来的是空腔1内的体积减少。结果就使注入空腔1内的纸浆液中的水分量减少，与不插入插入构件52的场合相比，可注入更高浓度的纸浆液，可在短时间内用纸浆液充满空腔1内。从而，可以缩短纸浆液的注入时间等制造周期。而且由于是在空腔1内使插入构件50的体积增大，故即使是形成开口部横截面积小于胴体部横截面积的瓶状成形品，也能有效地使用插入构件50。通过预膨胀，空腔1的体积应比插入构件50插入前减少5～90％，最好是减少40～75％。
在将覆盖构件52预膨胀后，如图11(b)所示，插入构件50的任何部位都不接触空腔1的内面。由此可抑制纸浆层叠体5的厚度不匀。在此状态下，从设在固定板53上的纸浆液流入部54向空腔1内注入纸浆液。由此使纸浆液的水分通过连通孔2而向成形模10的外部排出，同时使纸浆纤维堆积在空腔1的内面。结果就在空腔1的内面上形成由纸浆纤维堆积而成的纸浆层叠体5。
一旦注入了规定量的纸浆液，就停止注入并对空腔1内进行完全的吸引、脱水。继而如图11(c)所示，再向覆盖构件52内供给加压流体，用更加膨胀的覆盖构件52将纸浆层叠体5推压到空腔1的内面进行加压脱水。通过上述吸引脱水而成为含水率为70～80重量％的纸浆层叠体5最好通过覆盖构件52的推压达到含水率为55～70％。这样，与在注入纸浆液后拔去注入喷嘴、然后插入加压脱水用弹性体的场合相比，由于可在向空腔1内注入纸浆液后立即进行加压脱水，故要缩短机械动作时间，缩短制造周期。加压脱水时加压流体的供给压力应为0.01～5MPa，最好是0.1～3MPa。
一旦在纸浆层叠体5上充分复制了空腔1的内面形状且将纸浆层叠体5脱水至规定的含水率，即如图11(d)所示，将覆盖构件52内的加压流体放掉。这样一来，覆盖构件52立即缩小到原来的大小。接着从空腔1内取出插入构件50，再打开成形模10，取出具有规定含水率的纸浆层叠体5。然后与第1实施形态同样地将纸浆层叠体5进行加热干燥。
图12所示的第9实施形态除了插入构件的结构及纸浆层叠体的推压、脱水工序外其余均与第8实施形态相同。
首先，如图12所示，将插入构件50插入由一组分型模3、4对接后形成的成形模10的空腔1内。本实施形态的插入构件50由一端固定在固定板53的具有一定厚度的杆状体构成。图12表示该杆状体从侧面看时的状态。该杆状体的体积应是在插入空腔1内后能充分减少空腔1的体积。为了缩短制造周期，提高生产效率，应能将空腔1的体积减少5～90％，最好是减少40～75％。只要能做到这一点，杆状体既可以是实心的也可是空心的。在插入了插入构件50后，与第8实施形态同样，插入构件50的任何部位都不与空腔1的内面接触。
接着，在插入插入构件50且将纸浆液流入口部9封闭后，从纸浆液的注入部54向空腔1内注入纸浆液。由此使纸浆液中的水分经由连通孔2而排出到成形模10的外部，同时使纸浆纤维堆积于空腔1的内面上，形成纸浆层叠体。另外，也可经由插入构件50的内部注入上述纸浆液。
一旦注入了规定量的纸浆液，即停止注入并对空腔1内进行完全的吸引、脱水。继而从空腔1内拔出插入构件50。然后与实施形态1同样地进行纸浆层叠体的加压脱水及加热干燥。
以下说明第10实施形态。本实施形态是制造具有最外最内层的多层纸浆模制成形品的例子。
首先，如图13(a)所示，从成形模10的纸浆液流入口部9向空腔1内加压注入规定量的第一纸浆液I。第一纸浆液I的加压注入用譬如泵来进行。第一纸浆液I的加压注入压力应为0.01～5MPa，最好是0.01～3MPa。
由于空腔1内被加压，故第一纸浆液中的水分向成形模10外排出，同时如图13(b)所示，纸浆纤维堆积在空腔1的内面上，在空腔1的内面上形成作为最外层的第一纸浆层5a。接着，从成形模的纸浆液流入口部9向空腔1内注入与第一纸浆液的配合成分不同的第二纸浆液II。这样，在空腔1内就存在第一纸浆液与第二纸浆液的混合液。第二纸浆液II的加压注入压力可以与第一纸浆液的加压注入压力相同。
一旦在加压注入第二纸浆液的同时继续进行空腔1内的脱水，由上述混合液的成分组成的纸浆混合层(未图示)就在第一纸浆层5a上形成。在这种场合，可以长期且连续地使第二纸浆液的比例多于第一纸浆液的比例，故在第一纸浆层5a上形成的混合层上，连续地从第一纸浆液的配合成分向第二纸浆液的配合成分变化。
一旦如图13(c)那样加压注入第二纸浆液将继续进行加压、脱水，空腔1内上述混合液的配合成分最终就会与第二纸浆液的配合成分相同，结果就如该图所示，在混合层上形成由第二纸浆液的成分堆积而成的、作为最内层的第二纸浆层5b。
这样，在本实施形态的制造方法中，由于是连续地向空腔1内注入第一纸浆液I及第二纸浆液II，故能有效地制造出成形品。
第一纸浆液及第二纸浆液只要二者的配合成分不同即可，对其种类并无特别限制。
一旦形成规定厚度的第二纸浆层5b，即停止第二纸浆液的加压注入，向空腔1内压入空气并进行加压、脱水。对由此得到的纸浆层叠体进行与第1实施形态相同的加压脱水及加热干燥，即得到多层结构的纸浆模制成形品。
用本实施形态得到的成形品的多层结构如图14所示，在作为最外层的第一纸浆层5a与作为最内层的第二纸浆层5b之间，形成成分连续地从第一纸浆层的配合成分向第二纸浆层的配合成分变化的混合层5c。结果，第一纸浆层5和第二纸浆层5b之间的接合强度提高，能有效地防止两层间的剥离。另外，可通过对成形体截面的显微镜观察来确认有否在第一纸浆层5a与第二纸浆层5b之间形成混合层5c。
第一纸浆层5a、混合层5c及第二纸浆层5b各自的厚度可根据成形体的用途等适当决定。尤其是当最外层的厚度(本实施形态中为第一纸浆层5a的厚度)为成形品整体厚度的5～50％、特别是10～50％时，如果内层使用白色度较低的纸浆纤维，就不易从外部看出。各层的厚度根据成形品制造时第一及第二纸浆液的注入量及浓度决定。
由于用本实施形态得到的成形品为多层结构，故能对各层分别赋与不同功能。譬如通过只在第一纸浆液中掺入颜料或染料等着色剂，或掺合有色的和纸或合成纤维，就可只将作为最外层的第一纸浆层5a作为着色层。只在第一纸浆液中掺合着色剂，当在该纸浆液中掺合白色度较低的纸浆、譬如以脱墨纸浆等废纸为原料的纸浆时(譬如白色度为60％以上、尤其是在70％以上)，容易调节其色调，可减少着色剂的掺合量，有助于降低成形品的制造成本。着色剂的掺合量最好是纸浆纤维掺合量的0.1～15重量％。另外，可以减少脱墨纸浆的用量，降低成形品的制造成本。
另外，如果使用含阔叶树漂白纸浆(LBKP)的纸浆液作为第一纸浆液，则得到的成形品表面光滑，适于印刷和涂覆。
另外，通过在第一纸浆液中掺合耐水剂、防水剂、防潮剂、固定剂、耐油剂、防霉剂，抗菌剂、防带电剂等添加剂，可以给作为最外层的第一纸浆层5a附加与各添加剂对应的功能。作为掺有这些添加剂的最外层的第一纸浆层5a的表面张力最好在10dyn/cm以下，防水度(JIS P 8137)最好是R10。再有，通过在第一纸浆液中掺合热可塑性合成树脂的粉末或纤维，可以赋与第一纸浆层5a以耐摩性，防止起毛等。该耐摩程度用铅笔硬度(JIS K 5400)来表示最好为3H以上。
为了提高空腔内面的复制效果，尤其是用于形成作为最外层的第一纸浆层5a的纸浆液应使用含如下纸浆纤维的纸浆液，即平均纤维长为0.2～1.0mm、更好是0.25～0.9mm、最好是0.3～0.8mm，加拿大标准游离度为50～600cc、更好是100～500cc、最好是200～400cc，在纤维长的度数分布中纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围(范围A)的纤维占全体的50～95％、更好是60～95％、最好是70～95％。
另外，为了有效地防止发生抄纸时的破裂及厚度不匀，用于形成作为最内层的第二纸浆层5b的纸浆液应使用含如下纸浆纤维的纸浆液，即平均纤维长为0.8～2.0mm、更好是0.9～1.8mm、最好是1.0～1.5mm，加拿大标准游离度为100～600cc、更好是200～500cc、最好是300～400cc，在纤维长的度数分布中纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围(范围A)的纤维占全体的20～90％、更好是30～80％、最好是35～65％，且1.4mm以上3.0mm以下范围(范围B)的纤维占全体的5～50％、更好是7.5～40％、最好是10～35％。尤其是在范围A及B中各有度数分布的峰值，能进一步提高上述效果。在使用上述纸浆液时，最内层的厚度应为整体厚度的30～95％、最好是50～90％。
这样，在本实施形态中，当要用规定的添加剂或纸浆纤维表现所需特性时，只要在最有效地表现该特性的特定层中掺合该添加剂即可，故与制造单层纸浆模制成形品的场合相比，可以减少添加剂等的用量。
采用本实施形态，可以制造出比图14更多层结构的纸浆成形品。譬如可如图15所示，在图14所示的第二纸浆层5b上形成配合成分不同于第二纸浆层5b及第一层纸浆层5a的第3纸浆层5d，再在第二纸浆层5b与第3纸浆层5d之间形成成分连续从第二纸浆层5b的配合成分向第3纸浆层5d的配合成分变化的混合层5e，形成总计为5层的结构。在这种场合，可得到采用多种原料的多层成形体。或是在图14所示的第二纸浆层5b上再形成一层第一纸浆层5a′，再在第二纸浆层5b与第一纸浆层5a′之间形成成分连续从第二纸浆层5b的配合成分向第一纸浆层5a′的配合成分变化的混合层5c′，形成最外层与最内层为相同配合成分的总计5层结构。在这种场合，第一纸浆层5a、5a′用白色度高的纸浆构成，第二纸浆层5b用废纸等白色度的纸浆构成，可得到外观上白色度高且价格低廉的成形品。
本发明不受上述实施形态所限制，上述各实施形态的工序、装置、构件可适当地互换。另外，本发明所用的成形模可以根据要形成的成形体的形状采用一组2个抄纸用分型模，也可用3个以上一组的分型模。加热模也同样如此。
实施例以下通过实施例更详细地说明本发明。但本发明的范围不受这些实施例所限。
用图1所示的方法形成瓶状成形品。所用纸浆液的纸浆详细情况如以下表1所示。成形时成形性的好坏亦示于该表中。在表1中，实施例1～4所用的LBKP为OA废纸，纯洁(virgin)纸浆的量多，游离度值小。实施例5所用的LBKP为“塞尼布拉(セニブラ，商品名)”，纯洁纸浆的量少，再利用纸浆的量多，故游离度值大。
表1
*1...NBKP的平均纤维长2.29mm、LBKP的平均纤维长0.82mm*2...重量比*3...废纸的平均纤维长1.5mm、LBKP的平均纤维长0.82mm*4...废纸的平均纤维长1.5mm、LBKP的平均纤维长0.81mm从表1的结果可知，以含有特定纸浆的纸浆液为抄纸原料的实施例1～5的成形品的成形性良好，该特定纸浆具有特定的平均纤维长及游离度，纤维长的度数分布处于特定范围。尤其是实施例2、3及5，虽表中未示出，但因范围A的纸浆纤维比例多，且使用长纸浆纤维与短纸浆纤维的混合物，故表面光滑性更佳。
从图13所示的成形模的纸浆液流入口部以0.3MPa的压力向空腔内加压注入最外层用纸浆液，该纸浆液含有1.0重量％的具有表2所示物性的纸浆纤维。在空腔内进行脱水并在空腔内面上形成最外层用纸浆液构成的最外层。再在形成最外层的同时，以0.3MPa的压力向空腔内加压注入最内层用纸浆液，该纸浆液含有1.0％的具有表2所示物性的纸浆纤维。再从成形模的纸浆液流入口部以0.1MPa的压力向空腔内压入空气，在最外层上形成从最外层用纸浆液的配合成分连续地向最内层用纸浆液的配合成分变化的混合层，再在该混合层上形成由最内层用纸浆液构成的最内层。在由此得到的纸浆层叠体内插入由弹性体构成的型芯，并以1.5MPa的压力向型芯内压入空气，以将纸浆层叠体推压到空腔内面上进一步脱水。
接着，打开成形模，取出纸浆层叠体，并将其装入加热模内。加热模具有与成形模相同形状的空腔。在装入加热模内的纸浆层叠体内插入由弹性体构成的型芯，并以1.5MPa的压力向型芯内压入空气，在将纸浆层叠体推压到空腔内面的状态下将加热模加热到200℃，以使纸浆层叠体干燥。在纸浆层叠体充分干燥后打开加热模，取出瓶状成形品。得到的成形品的成形性如表2所示。对成形品的表面粗糙度用东京精密株式会社的サ-フコム120A进行测量。对空腔内面形状在成形品上的复制性则通过目视评价。又从得到的成形品上切出长70mm×宽20mm的切片，将该切片在混合层部分剥离，制成Y字形的试样片。将该试样片以夹头(チヤツク)间距离20mm装于拉伸试验器上，用30mm/min的拉伸速度进行180°剥离试验。结果如表2所示，[实施例10]除了是在将最外层用纸浆液注入空腔内并完全形成最外层后，将最内层用纸浆液注入空腔内并在最外层上形成最内层以外，其余均与实施例6同样地得到瓶状成形器。在该成形品上，最外层与最内层之间没有混合层。对该成形品进行了与上述同样的测定。其结果如表2所示。
从表2的结果可知，用含有特定纸浆纤维、该纸浆纤维的最内层及最外层具有特定物性的纸浆液形成的各实施例的成形品能够防止成形时的破裂和厚度不匀(即厚度为成形品平均厚度的1/2以下的部分或目视即能发现的厚度差异部分)，且表面光滑。尤其是在最内层和最外层之间形成有混合层的实施例6～9的成形品，与实施例10的成形品相比，其最内层与最外层之间的剥离强度更高。
工业上利用的可能性本发明提供一种纸浆模制成形品的制造方法，可以形成外观复杂的形状，同时可将开口部、胴体部以及底部无接缝地形成一体。本发明的制造方法除了适于制造用于装物的中空容器外，还适于制造陈设品等。
表2
*A无裂纹无毛刺。
B无裂纹但有毛刺。
权利要求
1.一种纸浆模制成形品的制造方法，向成形模的空腔内注入纸浆液以形成纸浆层叠体，所述成形模由一组抄纸用分型模组成，通过使该分型模对接而形成规定形状的空腔，然后向该空腔内供给流体，以将该纸浆层叠体推压到该空腔内面，由此进行脱水，再将脱水后的该纸浆层叠体从上述成形模取出，并将该纸浆层叠体装入已加热到规定温度的加热模内，所述加热模由已形成使外部与内部连通的多个连通孔的另外一组分型模组成，在该加热模的空腔内插入型芯，并向该型芯内供给流体以使该型芯膨胀，用膨胀后的该型芯将该纸浆层叠体推压到该加热模的空腔内面，在此状态下将该纸浆层叠体加热干燥，其特征在于，所述纸浆液含有如下纸浆纤维平均纤维长为0.8～2.0mm，加拿大标准为100～600cc，在纤维长的度数分布中，纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围的纤维占全体的20～90％、且1.4mm以上3.0mm以下范围的纤维占全体的5～50％。
2.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，所述成形模通过使一对所述分型模对接而形成从所述空腔向外部开口的纸浆液流入口部，将所述成形模以所述纸浆液流入口部向下的状态浸入纸浆液中，通过所述纸浆液流入口部来吸引所述纸浆液以使纸浆纤维堆积于所述空腔的内面，由此形成纸浆层叠体。
3.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，形成所述纸浆层叠体后，在所述空腔内插入型芯，并向该型芯内供给所述流体，以经过该型芯将该纸浆层叠体推压到该空腔内面。
4.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，所述纸浆层叠体具有开口部，用规定方法将该开口部的上端部向下方压入，以将该上端部附近增厚，在进行该压入操作的前后或在该压入操作的同时，将所述型芯插入所述纸浆层叠体内，接着向该型芯内供给流体，以对该纸浆层叠体进行推压。
5.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，对所述纸浆液一边计量其流量，一边将其加压注入所述空腔内，并进行该空腔内的排水，在注入了规定量的该纸浆液后向该空腔内压入空气。
6.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，在所述空腔内插入插入构件，该插入构件具有使该空腔的体积减少的体积，然后向该空腔内注入所述纸浆液。
7.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，所述分型模具有与其内面连通且与吸引装置连接的多个中空室，对各中空室的吸引压力及/或吸引时间可分别进行控制。
8.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，使用如下成形模，所述成形模是通过将一组分型模对接而在内部形成形状与要成形的、具有口颈部的成形品的外形对应的空腔，同时形成从该空腔的口颈部对应空腔部向外部开口的纸浆液流入口部，所述纸浆液流入口部的横截面积小于所述口颈部对应空腔部的横截面积。
9.根据权利要求1所述的纸浆模制成形品的制造方法，其特征在于，在所述纸浆层叠体内插入由加热到规定温度的热可塑性树脂构成的型坯，并向该型坯内供给所述流体，以使该型坯膨胀，再用膨胀后的该型坯将所述纸浆层叠体向所述空腔内面推压，由此进行脱水。
全文摘要
一种纸浆模制成型品的制造方法，向成型模的空腔内注入纸浆液以形成纸浆层叠体，成型模由一组抄纸用分型模组成，通过使该分型模对接而形成规定形状的空腔，向该空腔内供给流体，以将纸浆层叠体推压到空腔内面，由此脱水，将脱水后的纸浆层叠体从成型模取出并装入已加热的加热模内，加热模由已形成使外部与内部连通的多个连通孔的另外一组分型模组成，在加热模的空腔内插入型芯，并向该型芯内供给流体以使型芯膨胀，用膨胀的型芯将该纸浆层叠体推压到该加热模的空腔内面后进行加热干燥，其特征在于，纸浆液含有如下纸浆纤维平均纤维长为0.8～2.0mm，加拿大标准为100～600cc，在纤维长的度数分布中，纤维长0.4mm以上1.4mm以下范围的纤维占全体的20～90％、且1.4mm以上3.0mm以下范围的纤维占全体的5～50％。
文档编号D21J7/00GK1532336SQ200410032438
公开日2004年9月29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, 大谷宪一, 小田仓伸次, 津浦德雄, 石川雅隆, 菅敏行, 野野村著, 一, 伸次, 著, 隆, 雄 申请人:花王株式会社