專利名稱：制造攔阻單元的方法和通過這樣的方法制造的攔阻單元的制作方法
制造攔阻單元的方法和通過這樣的方法制造的攔阻單元本發(fā)明涉及一種制造攔阻單元的方法。更具體地，但不排外地，本發(fā)明涉及一種制造攔阻單元的包括如下步驟的方法將纖維材料制纖維吹入到腔室中，所述纖維材料在沉積在襯里上之前在該腔室中與吸收性晶體材料混合。在另一方面中，本發(fā)明涉及一種通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造的攔阻 單元。吸水的攔阻單元是已知的。PCT/GB2008/000185公開了一種具有如下核心的攔阻單元該核心包含吸收性纖維材料和吸收性晶體材料的混合物。這樣的攔阻單元通常用作抵抗洪水的防御物或用作防爆系統(tǒng)。通常通過將吸收性纖維材料和吸收性晶體材料通過手工混合在一起來制造這樣的已知的攔阻單元?？商娲?，該兩種材料成層地鋪設(shè)。然而，該方法具有許多缺點(diǎn)。第一，攔阻單元趨向于流出吸收性晶體材料。當(dāng)該吸收性晶體材料打濕時(shí)，它會(huì)在地上形成低摩擦層，這是危險(xiǎn)的。更重要的是，該制造方法在制造時(shí)或因其后攔阻單元的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致吸收性晶體材料的不均勻分布。不均勻分布會(huì)導(dǎo)致吸收性晶體材料的晶體在吸水時(shí)凝集在一起。這降低攔阻單元的吸水率，并且還可能減少攔阻單元將吸收的水的總量。它還會(huì)導(dǎo)致攔阻單元以不可預(yù)知的方式膨脹并且形成不期望的最終形狀。根據(jù)本發(fā)明的制造攔阻單元的方法試圖克服先前技術(shù)的問題。相應(yīng)地，在第一方面中，本發(fā)明提供了制造攔阻單元的方法，該方法包括提供腔室，該腔室具有外壁，該外壁中具有至少一個(gè)孔；接近該孔提供襯里層，將纖維材料制纖維吹入到該腔室中，同時(shí)對(duì)所述腔室提供吸收性晶體材料，使得這兩種材料混合并且離開所述孔到所述襯里上形成襯墊；以及，在該襯墊上提供另一襯里層。得到的攔阻單元比已知的攔阻單元更快速地吸水，并且以更易于預(yù)測(cè)的形式膨脹。它不會(huì)流出吸收性晶體材料。 吸收性晶體材料能夠被吹入到腔室中?？商娲?，吸收性晶體材料能夠在重力下落入到腔室中。能夠以纖維網(wǎng)提供纖維材料，該網(wǎng)在被吹入到腔室之前被粉碎。優(yōu)選地，通過錘式粉碎機(jī)粉碎該網(wǎng)。優(yōu)選地，在混合期間腔室繞軸線旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)腔室的外壁中的孔接近襯里層時(shí)，混合物被沉積在該襯里層上。以帶狀物提供該襯里層，相鄰于腔室的外壁的沿該帶狀物的長度移位該帶狀物。優(yōu)選地，該襯里和另外的襯里被密封在一起，優(yōu)選地被粘附在一起。襯墊和襯里層能夠布置在多孔性包或袋內(nèi)。優(yōu)選地，該方法還包括對(duì)攔阻單元進(jìn)行真空包裝的步驟。吸收性晶體材料能夠是聚合材料。該聚合材料能夠是超吸水性聚合物。該超吸水性聚合物能夠是一種或多種聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。該一種或多種聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺能夠是聚丙烯酸鹽和/或聚丙烯酰胺鹽。該鹽能夠是一種或多種堿金屬鹽，優(yōu)選鈉鹽或鉀鹽。纖維材料能夠是纖維素材料。該纖維素材料能夠是紙漿纖維。該紙漿纖維能夠是木漿或纖維作物材料。該纖維作物材料能夠是棉漿。優(yōu)選地，該纖維材料是可生物降解的。
優(yōu)選地，該吸收性纖維材料包括襯墊重量的40%至80%。包或袋能夠包含天然材料，優(yōu)選黃麻織物。優(yōu)選地，該包或袋是可生物降解的。襯里能夠包含親水材料，優(yōu)選棉材料。優(yōu)選地，該襯里是可生物降解的。在本發(fā)明的另一方面中，提供了如通過權(quán)利要求I至23中任一項(xiàng)所述的方法制造的攔阻單元。現(xiàn)在將結(jié)合附圖僅以舉例的方式并且不以任何限制性意義對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中圖I (a)和I (b)以截面示出處于干狀態(tài)和濕狀態(tài)下的已知攔阻單元；圖2以示意形式示出制造根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元的方法；以及，圖3 (a)至3 (c)以示意形式示出襯墊沉積在襯里層上；圖4以截面示出根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元的截面；圖5以截面示出根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元的另一個(gè)實(shí)施例；以及，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元的另一個(gè)實(shí)施例。在

圖1(a)中示出的是處于干狀態(tài)的已知的攔阻單元I。攔阻單元I包括襯墊2，該襯墊2夾在親水襯里層3之間。襯里層3通常是環(huán)繞襯墊2的邊緣粘附在一起的棉材料。襯里層3布置在包4內(nèi)。包4通常是黃麻包。如所示，襯墊2包括纖維材料5和吸收性晶體材料6的交替層。通常通過機(jī)器或通過手工將這些層5、6 —次一個(gè)地鋪設(shè)在襯里層3上來制造襯墊2。當(dāng)攔阻單元變濕時(shí)，層5、6膨脹，如圖1(b)中所示。在該示例中，襯墊2是基本上矩形，使得攔阻單元I在膨脹時(shí)是典型沙袋的磚狀形狀。當(dāng)膨脹時(shí)，攔阻單元I常常用作洪水或爆炸防護(hù)裝置。在已知攔阻單元(未示出)的一替代實(shí)施例中，纖維材料和吸收性晶體材料混合在一起以提供遍布襯墊的近似均勻的分布。然而，如上所討論的，這樣的已知攔阻單元I具有多個(gè)缺點(diǎn)。首先，因?yàn)槔w維材料和吸收性晶體材料不是緊緊地束縛在一起，所以攔阻單元I易于流出吸收性晶體材料。當(dāng)變濕時(shí)，該吸收性晶體材料會(huì)在地上構(gòu)成危險(xiǎn)的低摩擦層。當(dāng)移動(dòng)或儲(chǔ)存攔阻單元時(shí)，吸收性晶體材料還易于在攔阻單元I內(nèi)移動(dòng)。這會(huì)導(dǎo)致吸收性晶體材料的不期望的分布。當(dāng)攔阻單元I吸水時(shí)，晶體材料會(huì)例如凝集在一起，降低吸水率。這可能是重要的，例如，當(dāng)攔阻單元I用作防洪單元時(shí)，攔阻單元I在水中膨脹從而堵塞孔或形成防御墻。在攔阻單元I吸水上的任何延遲可能增加洪災(zāi)的數(shù)量。晶體材料的不適當(dāng)分布還會(huì)導(dǎo)致攔阻單元I膨脹成不適當(dāng)?shù)男螤?。例如，在該?shí)施例中，如果所有的吸收性晶體材料由于攔阻單元I的儲(chǔ)存方式而位于攔阻單元I的一端，則攔阻單元I可能不會(huì)膨脹到期望的矩形形狀。這會(huì)使得難以將攔阻單元I堆積成墻。圖2示出制造根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元I的方法。以纖維網(wǎng)7提供纖維材料。拉動(dòng)網(wǎng)7使其通過錘式粉碎機(jī)8，該網(wǎng)在該錘式粉碎機(jī)中被粉碎成小片。然后，將這些片(優(yōu)選地是單獨(dú)的纖維)沿導(dǎo)管9吹入到腔室10中。
在上述過程的同時(shí)，將吸收性晶體材料從材料庫11拉動(dòng)到腔室10中。再一次，通常通過沿著導(dǎo)管12吹晶體材料而完成該過程。在本發(fā)明的一替代實(shí)施例中，晶體材料在重力作用下從庫緩慢地沉積在腔室10中。在腔室10內(nèi)，纖維材料被吹入到腔室10的動(dòng)作使其徹底地與晶體材料混合。一旦混合在一起，混合物通過腔室外壁14中的孔13離開腔室10到襯里3上。在該實(shí)施例中，如所示，腔室10繞軸線緩慢地旋轉(zhuǎn)。腔室10在固定的殼體15內(nèi)旋轉(zhuǎn)，該固定的殼體15也具有孔16。僅當(dāng)殼體15的孔16與腔室10的孔13對(duì)準(zhǔn)時(shí)，混合物才離開腔室10到襯里3上從而在襯里3上形成襯墊2。將襯里3提供為長板材。拉動(dòng)襯里3使其經(jīng)過腔室10的外壁14，如所示。以與腔室10的外壁14基本上相同的線速度將襯里3拉動(dòng)經(jīng)過腔室10，使得腔室10的外壁14在與襯里3相接觸時(shí)是靜止的。當(dāng)與腔室10的外壁14相接觸時(shí)，襯里3受支撐板17的支 撐，使得腔室壁14能夠被緊緊地?cái)D壓到與襯里3相接觸。圖3(a)至3(c)更詳細(xì)地示出了襯墊2沉積到襯里3上。在圖3(a)中，殼體孔16和腔室孔13不對(duì)準(zhǔn)。在圖3(b)中，腔室10已經(jīng)稍微旋轉(zhuǎn)，使得孔13、16對(duì)準(zhǔn)，使襯墊2沉積到襯里3上。在圖3(c)中，腔室10已經(jīng)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，使得孔13、16不再對(duì)準(zhǔn)?；氐綀D2，另外的襯里3被鋪設(shè)在襯墊2上，將襯墊2夾在兩個(gè)襯里之間。然后，在將兩個(gè)襯里層3插入到包4之前，環(huán)繞襯墊2和粘附在一起的邊緣切割該兩個(gè)襯里層3。包的開口通常被縫合以產(chǎn)生如圖4中所示的攔阻單元I。相比已知的攔阻單元1，根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元I具有許多優(yōu)勢(shì)。攔阻單元I不易于流出晶體材料，使得更安全地使用它們。它們吸水比已知的攔阻單元I更快速，并且還趨向于以已知的且可預(yù)測(cè)的方式膨脹。作為進(jìn)一步的可選步驟，在分送給用戶之前，對(duì)攔阻單元I進(jìn)行真空包裝。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，真空包裝的步驟改善攔阻單元I在拆開之后的性能，尤其是增加其吸水率。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的攔阻單元I的另一個(gè)實(shí)施例。攔阻單元I包括在包內(nèi)的多個(gè)襯墊2。這樣的延長的攔阻單元I能夠例如以門道的形式用來防止洪災(zāi)。圖6示出通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造的較大的攔阻單元I。攔阻單元I的該實(shí)施例包括在包4內(nèi)的幾層襯墊2。僅改變腔室的外壁中或殼體中的一個(gè)或多個(gè)孔的形狀，襯墊的形狀就可以不同于矩形。吸收性晶體材料優(yōu)選是諸如超強(qiáng)吸收性性聚合物的聚合材料。許多不同的超強(qiáng)吸收性聚合物是可用的，例如聚丙烯酸酯和/或聚丙烯酰胺，尤其是諸如堿金屬鹽、例如鈉鹽或鉀鹽的聚丙烯酸鹽和/或聚丙烯酰胺鹽。這些類型的物質(zhì)能夠容納高達(dá)它們自重200倍的水，因?yàn)榫w在因流體而飽和時(shí)能夠形成吸收性膠凝聚合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解的是，可以使用超強(qiáng)吸收性聚合物的混合物。其它材料也被用來制造強(qiáng)吸收性性聚合物，諸如聚丙烯酰胺共聚物、乙烯馬來酸酐共聚物、交聯(lián)羧甲基纖維素、聚乙烯醇共聚物、交聯(lián)聚環(huán)氧乙烷、以及聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物。纖維材料優(yōu)選地包括纖維素材料，例如紙漿纖維、諸如纖維作物材料的木漿、諸如棉漿等。存在許多其它可用的纖維作物材料，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可以使用許多這樣的材料和/或這樣的材料的混合物。優(yōu)選地，該纖維材料是可生物降解的。吸收性晶體材料與吸收性纖維材料的比率可以改變并且可以取決于許多因素，所述因素諸如例如強(qiáng)吸收性性聚合物的晶體材料的屬性、例如漿材料的纖維材料的屬性、以及包或袋將被投入使用的例如防洪系統(tǒng)或防爆系統(tǒng)。因此，例如纖維材料可以構(gòu)成襯墊重量的40%至80%，優(yōu)選重量的50%至70%，更優(yōu)選重量的55%至65%，晶體材料構(gòu)成所有剩余部分或剩余部分的很大一部分。攔阻單元的包或袋可以包含被視為制袋材料的任何傳統(tǒng)材料，因此它可以是天然 材料或合成材料或這樣的材料的組合。因此，天然材料的一示例是黃麻織物，并且合成材料的一示例是疏松織造的聚丙烯。黃麻織物是首選，尤其因?yàn)槠溆H水性。通常，非織造材料用于包或袋。該袋可以是非織造聚丙烯。該包或袋可以是可生物降解的。襯里層3通常包括諸如棉材料或纖維制品的親水材料。在制造期間，環(huán)繞一個(gè)或多個(gè)襯墊2切割上襯里層和下襯里層3，然后通常將邊緣膠合在一起以封裝襯墊2。層3可以其它方式密封在一起，所述其它方式例如通過將層縫合在一起。優(yōu)選地，襯里層3是可生物降解的。在以上方法中，滾筒10相對(duì)于固定的殼體15旋轉(zhuǎn)。在一替代實(shí)施例(未示出)中，滾筒10是固定的，并且具有打開和關(guān)閉孔的門。將該門打開以便使襯墊2沉積到襯里3上。
權(quán)利要求
1.一種制造攔阻單元的方法，包括 提供腔室，所述腔室具有外壁，所述外壁中具有至少一個(gè)孔； 接近所述孔提供襯里層， 將纖維材料制纖維吹入到所述腔室中，同時(shí)對(duì)所述腔室提供吸收性晶體材料，使得這兩種材料混合并且離開所述孔到襯里上形成襯墊；以及， 在所述襯墊上提供另外的襯里層。
2.如權(quán)利要求I中所述的方法，其中所述吸收性晶體材料也被吹入到所述腔室中。
3.如權(quán)利要求I中所述的方法，其中所述吸收性晶體材料在重力下落入到所述腔室中。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中以纖維網(wǎng)提供所述纖維材料，所述網(wǎng)在被吹入到所述腔室中之前被粉碎。
5.如權(quán)利要求4中所述的方法，其中所述網(wǎng)被錘式粉碎機(jī)粉碎。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中在混合期間所述腔室繞軸線旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)在所述腔室的所述外壁中的所述孔接近所述襯里層時(shí)，混合物沉積在所述襯里層上。
7.如權(quán)利要求6中所述的方法，其中以帶狀物提供所述襯里層，相鄰于所述腔室的所述外壁沿所述帶狀物的長度來移位所述帶狀物。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述襯里和另外的襯里被密封在一起，優(yōu)選地被粘附在一起。
9.如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述襯墊和襯里層布置在多孔性包或袋內(nèi)。
10.如權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的方法，還包括對(duì)所述攔阻單元進(jìn)行真空包裝。
11.如權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述吸收性晶體材料是聚合材料。
12.如權(quán)利要求11中所述的方法，其中所述聚合材料是超吸收性聚合物。
13.如權(quán)利要求12中所述的方法，其中所述超吸收性聚合物是一種或多種聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。
14.如權(quán)利要求13中所述的方法，其中所述一種或多種聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺是聚丙烯酸鹽和/或聚丙烯酰胺鹽。
15.如權(quán)利要求14中所述的方法，其中所述鹽是一種或多種堿金屬鹽，優(yōu)選鈉鹽或鉀鹽。
16.如權(quán)利要求I至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述纖維材料是纖維素材料。
17.如權(quán)利要求16中所述的方法，其中所述纖維素材料是紙漿纖維。
18.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中所述紙漿纖維是木漿或纖維作物材料。
19.如權(quán)利要求18中所述的方法，其中所述纖維作物材料是棉漿。
20.如權(quán)利要求I至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述纖維材料是可生物降解的。
21.如權(quán)利要求I至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述吸收性纖維材料包括所述襯墊重量的40%至80%。
22.如權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述包或袋包含天然材料，優(yōu)選黃麻織物。
23.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中所述包或袋是可生物降解的。
24.如權(quán)利要求I至23中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述襯里包含親水材料，優(yōu)選棉材料。
25.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中所述襯里是可生物降解的。
26.—種通過權(quán)利要求I至25中所述的方法制造的攔阻單元。
27.—種基本上如前所述的方法。
28.—種基本上如前所述的攔阻單元。
全文摘要
一種制造攔阻單元的方法，包括提供腔室，該腔室具有外壁，該外壁中具有至少一個(gè)孔；接近該孔提供襯里層；將纖維材料制纖維吹入到該腔室中，同時(shí)對(duì)所述腔室提供吸收性晶體材料，使得這兩種材料混合并且離開所述孔到襯里上形成襯墊；以及，在該襯墊上提供另一襯里層。
文檔編號(hào)E02B3/10GK102639789SQ201080052597
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者理查德·J·貝利 申請(qǐng)人:環(huán)境防衛(wèi)系統(tǒng)有限公司