專利名稱：由原料制成纖維產(chǎn)品的纖維產(chǎn)品制造機械的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及由原料生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品，尤其是涉及三維物品，例如蛋盒，和其他包裝產(chǎn)品，以及諸如飲料飲用杯或者托盤(例如，食物托盤)的物品。
背景技術：
纖維產(chǎn)品(例如，蛋盒)可以由原料在產(chǎn)生纖維層并成形為所需形式的流程中制成，隨后對所成形的纖維產(chǎn)品進行脫水并且可能受到某種形式的后處理操作。
美國專利No.6103179公開了一種用于生產(chǎn)纖維產(chǎn)品的方法，該方法為將第一陽模浸入容納原料的模制槽中。通過抽真空的方式，形成纖維產(chǎn)品的預定厚度纖維層。然后，從模制槽中移出第一陽模。用陰模進行循環(huán)順序的運動，其中在第一擠壓階段，在逆著陽模的作用力下引入陰模，從而產(chǎn)生原料水分的第一次榨壓，隨后將纖維產(chǎn)品轉移至移動到第二位置的陰模。然后，纖維產(chǎn)品受到第二次榨壓，隨后利用微波或者IR輻射對纖維產(chǎn)品進行最終干燥。
美國專利No.6451235公開了一種由纖維漿料形成三維纖維構架的方法。在該方法中，采用了濕式成型站，其包括具有三維第一成型表面的基本上可剛性移動的濕式成型模和具有第二成型表面的基本上剛性固定濕式成型模。制?？虬ɑ旧蟿傂苑浪蚣?，該框架環(huán)繞包括棱柱容積的制?？騼炔靠臻g，該棱柱容積包括包圍第一模具的外周表面的截面輪廓，從而可移動的濕式成型?？梢詸M穿制?？騼炔靠臻g的棱柱容積的軸向長度。在棱柱內部空間內，在第二成型表面的預定區(qū)域上，存在漿料空間。也存在用于向漿料空間添加纖維漿料的填充裝置和用于沿著棱柱容積的軸向長度驅動可移動的濕式成型模的擠壓裝置。該方法包括添加預定量的纖維漿料至漿料空間并以預先選擇的比例擠壓容納在漿料空間中的纖維漿料。然后將預成型的纖維構架移出制?？虻膬炔靠臻g并移至構架精整站。在構架精整站中，潮濕的預成型纖維構架在受熱成型模具之間受壓約束之下受到進一步擠壓和干燥，以產(chǎn)生成品纖維構架。在精整站中處理之后，曲壓機(caul)將成品纖維構架運送至后處理站。后處理包括諸如連結至外殼的操作。
美國專利No.6582562公開了一種用于通過使用第一和第二配套多孔模具而由漿料生產(chǎn)模制部件的方法。在該方法中，將第一模具移入漿料中并對第一模具施加真空，以使?jié){料在第一模具上形成所需厚度。用來自熱空氣源的熱空氣加熱第二模具并且使第一和第二模具配合，而且在第一和第二模具配合過程中對第一和第二模具施加真空。隨后，從第一模具排出模制部件并且該模制部件與第二模具一起移動。移動第二模具并且釋放第二模具上的真空，以使該模制部件與第二模具相分離。這可以結合傳送帶來執(zhí)行。可以采用300°F(對應于約149℃)干燥溫度。
美國專利No.6136150公開了一種用于在模制槽中實現(xiàn)原料流的方法和裝置。該模制槽用于生產(chǎn)纖維產(chǎn)品，例如蛋盒或其他包裝產(chǎn)品。在該專利中，提出將模制槽中的原料流泵送至模制槽底部并使得其向上溢出該槽的邊緣。這導致向上的流動并且對于在該方法中所使用的陽模上形成均勻厚度的纖維層非常重要。
在例如蛋盒和飲用杯的纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要以可靠的方式控制成品的形狀。對于許多應用，也需要成品具有基本上一致的強度特性，從而成品不會在一個方向上比另一方向更易于彎折。如果通過加熱對纖維產(chǎn)品進行脫水，也需要熱量不會灼傷纖維產(chǎn)品表面。也需要可以有效地排出蒸汽。
本實用新型的目的在于提供一種用于由原料生成纖維產(chǎn)品的改進的方法和改進的機械。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，執(zhí)行該方法并且設計該機械，以使得可以實現(xiàn)對成品形狀的改進的控制。在本實用新型的有利實施例中，成品也獲得基本上一致的強度特性。本實用新型的其他目的包括對成品進行有效脫水并避免灼傷成品表面。
實用新型內容本實用新型提供了由原料生產(chǎn)纖維產(chǎn)品的機械，該機械包括容納原料的模制槽，可滲透空氣和水的第一工具，可滲透空氣和水的第二工具，連接于第一工具以將第一工具降至槽中并從槽中提升第一工具且使第一工具抵靠第二工具的裝置，連接于第一工具的負壓源，設置成加熱第二工具并能夠將第二工具的表面加熱到至少220℃的溫度的熱源，為了是當潮濕纖維產(chǎn)品夾持于第一和第二工具之間時蒸發(fā)潮濕纖維產(chǎn)品中的水分，附加地從先前已經(jīng)在第一工具和第二工具之間進行了脫水的纖維產(chǎn)品中移除水分的微波加熱器，及將纖維產(chǎn)品從第二工具傳輸至微波加熱器的裝置。
本實用新型還提供了一種主要包括纖維的成型主體，纖維形成連續(xù)的網(wǎng)絡并且形成穩(wěn)定的并且優(yōu)選形成三維主體，其中克重位于150-600g/m2范圍內，并且纖維的取向是隨機的，從而在網(wǎng)絡的平面內獲得基本上相同的強度特性，而不取決于方向，其特征在于，密度位于600-900kg/m3范圍內，優(yōu)選為至少700kg/m3。
根據(jù)本實用新型，纖維產(chǎn)品形成于第一工具上。所形成的纖維產(chǎn)品隨后夾持于第一工具和第二工具之間并且將第二工具的表面加熱到至少220℃的溫度，以從纖維產(chǎn)品中蒸發(fā)水分。這些工具可滲透空氣和水。當已經(jīng)對纖維產(chǎn)品脫水到至少70％的干燥固體含量時，對纖維產(chǎn)品進行微波加熱。
本實用新型涉及將原料制成纖維產(chǎn)品的方法。本實用新型的方法包括提供可滲透空氣和水的第一工具并提供第二工具。將第二工具加熱到至少220℃的表面溫度。提供模制槽并且將原料進給至該模制槽中。將第一工具浸入該槽中的原料中并通過經(jīng)由第一工具進行吸氣而在第一工具上成型初始纖維產(chǎn)品(embryonic fibre product)。從原料中移出第一工具并使第一工具抵靠第二工具，從而所形成的纖維產(chǎn)品夾持于第一和第二工具之間。由第二工具對所形成的纖維產(chǎn)品進行加熱，從而所形成的纖維產(chǎn)品中的至少部分水分蒸發(fā)。
隨后，所形成的纖維產(chǎn)品經(jīng)受至少一次脫水的附加步驟，其中該纖維產(chǎn)品夾持于成對的相對工具之間。從纖維產(chǎn)品中去除水分，直至獲得優(yōu)選至少70％的干燥固體含量，其可以由微波進行最終干燥。在由微波進行最終干燥之前，纖維產(chǎn)品經(jīng)受蒸汽處理，以獲得更均勻的水分含量。
在第一工具和第二工具之間進行的加熱和蒸發(fā)步驟應當優(yōu)選持續(xù)不超過1秒。在成型步驟中，將纖維產(chǎn)品適當?shù)孛撍林亓堪俜直葹?8-22％的干燥固體含量，優(yōu)選重量百分比為20％。
所用原料可以適當具有重量百分比為0.4-0.7％的干燥固體含量。優(yōu)選地，原料具有重量百分比為0.5％的干燥固體含量。適當?shù)脑峡捎苫瘜W熱機械漿(CTMP)制成。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，在實際成型步驟中，不向模制槽進給原料。這可以例如通過在成型步驟中使來自機械容器的原料繞過模制槽的方式實現(xiàn)。在成型步驟之后，來自機械容器的原料可以再次進給至模制槽。成型步驟優(yōu)選進行1-2秒。
優(yōu)選地，應當用產(chǎn)生不大于1MPa并且優(yōu)選地不大于900KPa過壓的力擠壓第一工具和第二工具以相互抵靠。實際上，在一些情況下，適當?shù)氖遣捎梅浅５偷膲簭姴⑶覊簭娍梢晕挥?0-900KPa的范圍內。根本不施加機械壓強也是可行的。
優(yōu)選地，在纖維產(chǎn)品夾持于第一工具和受熱的第二工具之間時也對第一工具進行吸氣。在優(yōu)選實施例中，第二工具也可滲透空氣和水。然后，在纖維產(chǎn)品夾持于工具之間時也對第二工具進行吸氣，從而通過第一工具和第二工具排出蒸汽和水。
本實用新型也涉及用于將原料制成纖維產(chǎn)品的機械。該機械包括用于容納原料的模制槽和可滲透空氣和水的第一工具。該機械還包括可滲透空氣和水的第二工具。該機械具有連接于第一工具的裝置，該裝置用于將第一工具降至槽中并從槽中提升第一工具并且使第一工具抵靠第二工具。吸氣裝置，即負壓源連接于第一工具。熱源，即加熱裝置，設置成加熱第二工具并能夠將第二工具的表面加熱到至少220℃的溫度，以當潮濕纖維產(chǎn)品夾持于第一和第二工具之間時蒸發(fā)潮濕纖維產(chǎn)品中的水分。該機械還包括微波加熱器，以進一步從纖維產(chǎn)品中移除水分，該纖維產(chǎn)品先前已經(jīng)在第一工具和第二工具之間進行了脫水。還存在用于將纖維產(chǎn)品從第二工具傳輸至微波加熱器的裝置。
優(yōu)選地，機械容器設置成通過管道將原料供應至模制槽。也可存在可以選擇性使用的旁通管道，從而來自機械容器的原料可以直接通入模制槽或者繞環(huán)路泵送。
在有利實施例中，蒸汽淋浴器可以設置于微波加熱器之前，從而在纖維產(chǎn)品受到微波加熱器處理之前將穿過微波加熱器的纖維產(chǎn)品用蒸汽噴淋。
優(yōu)選地，第一工具包括已經(jīng)燒結在一起以形成多孔體的顆粒。在優(yōu)選實施例中，第二工具也包括已經(jīng)燒結在一起以形成多孔體的顆粒。
在有利實施例中，第一和第二工具安裝于可以在不同角度位置之間旋轉的夾具上。
除第一和第二工具之外，附加工具可以設置于從成對的第一和第二工具至微波加熱器的路徑中，附加工具形成配合的成對工具，其中可以對纖維產(chǎn)品進行進一步脫水，并且附加工具還布置成將纖維產(chǎn)品傳向微波加熱器。


圖1是用于本實用新型方法中的機械的布局的示意性視圖；圖2a-2i示出將成型工具浸入容納于槽中的原料的次序；圖3更詳細示出浸入原料中的成型工具；圖4示出圖3的成型工具，其中在該工具上形成了纖維產(chǎn)品；圖5示出第一工具如何與第二工具配合并且纖維產(chǎn)品如何夾持于兩工具之間；圖6透視示出按次序設置的一組工具夾具；圖7示出從上面觀察的與圖6相同的那組工具夾具；圖8示出圖6和圖7中所示的工具夾具的側視圖；圖9a-9h示出如何將待干燥纖維產(chǎn)品傳輸至傳送帶；圖10示出圖1中所示的機械的一部分；圖11示出用于本實用新型的成對工具(tool pair)的分解圖；圖12示出圖11中所示的成對工具的剖視圖；圖13更詳細示出圖12中所示的工具的微觀結構；圖14透視示出設置有多個工具的工具夾具；圖15a-15b與現(xiàn)有技術相比較地示出根據(jù)本實用新型生產(chǎn)的模制產(chǎn)品的特性；以及圖16示出用于本實用新型方法的工具的有利實施例的詳細情況。
具體實施方式
下面將對圖1進行說明。圖1中，示出了用于生產(chǎn)纖維產(chǎn)品的機械。在圖1中左部，示出原料制備部分，其中漿料包20可以分解并溶解于漿料機22中的原料中并隨后傳輸至機械容器7中。在機械容器7中，可由攪拌裝置21使原料保持運動，以避免絮凝。原料可以通過管道8從機械容器7進給至用在本實用新型流程中的槽6。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，在實際的成型步驟中，沒有原料進給至模制槽6中。例如，這可以通過在成型步驟中使來自機械容器7的原料不經(jīng)過(繞過)模制槽6而實現(xiàn)。在成型步驟之后，來自機械容器7的原料又可以進給至模制槽6。成型步驟可以適當?shù)剡M行1-2秒。當不向模制槽6傳輸漿料時，模制槽6中的漿料19可以位于靜止狀態(tài)。這產(chǎn)生以下優(yōu)點，即由于纖維的取向將更加隨機，從而所形成的纖維產(chǎn)品獲得更加一致的特性。為了避免在引向模制槽6的管道中產(chǎn)生絮凝，在成型過程中可以通過旁通管道9傳送原料，從而使原料保持運動。在浸入容納于槽6中的原料的工具1上已經(jīng)形成纖維產(chǎn)品之后，纖維產(chǎn)品在相對的成對工具之間脫水并且隨后傳輸至微波加熱裝置17以進行最終干燥。傳送帶15可用于將纖維產(chǎn)品10傳輸至微波加熱器17。在生產(chǎn)線的末端，可以有用于將成品10放置于產(chǎn)品庫24中的拾取單元23。該拾取單元23可以具有吸氣裝置(未示出)，以能夠拾取已經(jīng)干燥的產(chǎn)品10。
下面將參照圖2a-2h和圖3-5說明該流程的作用。在圖2a中，第一工具1置于夾具13上，該夾具可以繞軸或銷14樞軸轉動。在圖2b中，夾具13已經(jīng)樞轉或旋轉至第一工具1面向容納于槽6中的原料19的位置。該第一工具1在夾具13上安置成可以下降至原料19中。這可以由用于相對于夾具13下降和提升第一工具1的特定裝置來進行。此類裝置可以包括例如圖2c中示意性示出的伸縮液壓操縱臂18。第一工具1隨后下降至原料19中，直至其抵達圖2d中表示出的位置。圖3中更詳細示出了該位置。如圖3中所示，第一工具1具有成形表面25(圖5所示)，該表面對應于將形成的纖維產(chǎn)品的形狀。第一工具1可滲透空氣和水。該第一工具也連接于負壓源2(即吸氣裝置)，該吸氣裝置可通過第一工具1進行吸氣，以將水和纖維吸向第一工具1。水將穿透第一工具1并可以通過返回管道(未示出)回流至原料19中。然而，纖維將停留于第一工具1的成形表面25上，并形成如圖4所示的初始纖維產(chǎn)品10。以此方式，第一工具1用作成型工具，以初始形成纖維產(chǎn)品。所用原料優(yōu)選基于化學熱機械漿(CTMP)，但是也可以是取代CTMP的其他漿料。就此而言，CTMP是優(yōu)選漿料，因為基于CTMP相對地易于對原料進行脫水。原料的重量百分比稠度可以是0.5％或者約0.5％。然而，也可采用其他稠度值。
初始成型步驟可能耗時1-2秒。當初始成型步驟完成時，如圖2e所示從原料19提升第一工具1(成型工具)。所形成的纖維產(chǎn)品10現(xiàn)在具有約20％的干燥固體含量，但是干燥固體含量也可以稍低或者稍高一些，實際上位于例如18-22％的范圍內。如圖2f-2h所示，隨后可以旋轉夾具13并且再次由臂18將第一工具1移動至遠離夾具13的主體。在圖2f-2h中，水平移動第一工具1至圖中右側。然而，應當理解的是，也可以是其他移動方向和移動模式。如在圖2h中示意性示出并在圖5中更詳細示出的，移動第一工具，是為了與第二工具3配合。在該移動過程中，負壓源2即吸氣裝置持續(xù)運行，從而初始纖維產(chǎn)品10由第一工具1牢固地支承。第二工具3具有與第一工具1的成型表面25配合的成型表面26。當?shù)谝还ぞ?接觸第二工件3時，所形成的纖維產(chǎn)品10支承于工具1，3之間。附圖中，第一工具1顯示為陽模，而第二工具3顯示為陰模。這被認為是最適當?shù)姆桨福驗槠涫沟贸尚土鞒谈啽?，但是第一工?也可以是陰模。熱源5即加熱裝置設置成加熱第二工具3，從而第二工具3的成型表面26達到優(yōu)選至少220℃的溫度。也可以采用顯著高于220℃的溫度。第二工具3的表面溫度的實際區(qū)間可以是220℃-400℃。雖然第二工具3的表面溫度應當優(yōu)選為至少220℃，以實現(xiàn)有效脫水，但是應當理解，溫度也可以低于220℃。例如，可以采用低至200℃的溫度。從而，溫度的區(qū)間可以是200℃-400℃。在優(yōu)選實施例中，第二工具3也是可滲透工具并且吸氣裝置4也可連接于第二工具3，以在第二工具3與第一工具1配合時通過第二工件3進行吸氣。由于第二工具3的高溫，纖維產(chǎn)品10中的水分蒸發(fā)。因為至少第一工具1是可滲透的，蒸汽可通過第一工具1選出。如果第一工具的負壓源2即吸氣裝置運行，則便于排出蒸汽。如果第二工具3也是可滲透的，則蒸汽也可以通過第二工具3排出，并且如果第二工具的吸氣裝置4運行，則更高效。在蒸發(fā)過程中，纖維產(chǎn)品10支承于工具1，3之間。當在如此高溫下蒸發(fā)水分時，蒸發(fā)過程將是劇烈和突然的。根據(jù)眾所周知的原理，纖維產(chǎn)品將經(jīng)歷所謂的“脈沖干燥”的過程。這就表示離開纖維產(chǎn)品的蒸發(fā)的水分也將迫使殘留在纖維之間的未蒸發(fā)的水分出來。這導致了非常有效的脫水。本實用新型并不局限于此類情況下實際發(fā)生的任何具體理論。然而，實際經(jīng)驗證明220℃的表面溫度導致非常有效的脫水。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在工具1，3之間的第一脫水步驟中已經(jīng)可以獲得50％和更高的干燥度。優(yōu)選地，位于工具1，3之間縫隙的時間應該相當短，并且不超過1秒的時間是適合的。在一些情況下，適當?shù)臅r間是小于1秒。在工具1，3之間的縫隙中的壓強應該優(yōu)選為不高于1MPa。優(yōu)選地，機械壓強應該不高于900KPa。例如，機械壓強可以位于10-900MPa的范圍內。在一些情況下，該壓強實際上可為0。
下面將參照圖6。圖6中，可以看出幾個工具夾具13如何排布成行。例如圖8中所示，各個工具夾具13是可樞轉的并且為此而具有軸14。軸14可以與工具夾具一起轉動或者工具夾具13可以繞軸14樞轉。在各個工具夾具13上，存在附加工具11，12，例如陽模11和陰模12。各個工具11，12可以與相鄰工具夾具13上的至少另一工具一起形成縫隙。正如第一工具1和第二工具3一樣，各個工具11，12可以是可滲透的并且與吸氣裝置相連。工具11，12可以安裝于一個或幾個伸縮臂18上或者安裝于其他致動器上，以將工具11，12移離其相應夾具13或者靠近其相應工具13。以此方式，夾具13上的工具11可以朝向相鄰夾具13上的工具12水平移動，以將支承于工具11，12之間的纖維產(chǎn)品進行脫水。工具11，12和它們的工具夾具13也用作傳送器，以將纖維產(chǎn)品10傳向微波加熱器17。這是通過以下方式進行的。通過經(jīng)由可滲透工具1，3，11，12進行吸氣而將纖維產(chǎn)品10支承于陽模1，11或者陰模3，12上。例如，下面將對纖維產(chǎn)品10初始支承于陽模1，11上的情況進行說明。臂18(或者多個臂18)將陽模1，11移向陰模3，12。對纖維產(chǎn)品10進行脫水。經(jīng)由陽模1，11進行的吸氣得以釋放并且此后纖維產(chǎn)品10通過經(jīng)由陰模3，12進行吸氣而受到支承。陽模1，11返回其初始位置。陰模3，12的工具夾具13隨后旋轉180°，從而纖維產(chǎn)品將面對新的陽模12。現(xiàn)在可以理解，該流程可重復進行，以使纖維產(chǎn)品10傳輸至下一陽模，并且進而傳向微波干燥器。從而，工具11，12和它們的夾具13向微波加熱器傳送纖維產(chǎn)品10。為了使附加工具11，12的結構變得更加清晰，也可參照圖7。
如圖14中極清晰所示，各個工具夾具13可以具有設置成相互鄰接的多個工具12，從而可以同時制造并完成多個纖維產(chǎn)品10。應當理解的是，各個附加成對工具11，12可以與第一工具1(成型工具)和第二工具3相同的方式起作用，并且進一步脫水可以在成對附加工具11，12之間形成的縫隙中進行。附加工具11，12均用于脫水和傳送纖維產(chǎn)品10。在本實用新型的有利實施例中，第一工具1和第二工件3之間的壓強可以保持為相對較低，同時在隨后成對工具11，12之間采用較高壓強和較低溫度。例如，可以在后面的成對工具11，12之間的擠壓縫隙中采用高達1MPa的較高壓強。應當理解的是，通常在附加工具11，12之間的擠壓縫隙中進行附加脫水。
參照圖9a-9h，傳送帶15可以位于工具路徑的末端。圖9a示出后一工具夾具13是如何位于水平位置的。應當理解的是，纖維產(chǎn)品10通過對陽模11進行吸氣而受到支承。工具夾具13位于傳送帶15上。在圖9b中，已經(jīng)轉動工具夾具13，從而工具11面向傳送帶15。如圖9c所示，工具11向下移動并且撤銷吸氣而導致纖維產(chǎn)品下落至傳送帶15上?；蛘?，也可以通過工具11吹送空氣，以有助于纖維產(chǎn)品10離開工具11。隨后，如圖9e-9h所示，將向微波加熱器傳輸纖維產(chǎn)品，同時工具11返回至其初始位置。
圖10中，可以看出將蒸汽吹向纖維產(chǎn)品10的蒸汽淋浴器16如何位于微波加熱器17之前。其目的是為了在纖維產(chǎn)品10中獲得更加均勻的水分分布。應當理解的是，采用蒸汽是本實用新型的可選特征，并且可以想象的到?jīng)]有采用蒸汽的本實用新型的實施例。優(yōu)選地，在纖維產(chǎn)品抵達微波加熱器17之前，其已經(jīng)脫水為至少70％的干燥固體含量。然而，應當理解的是，其可以在干燥固體含量低于70％的情況下抵達微波加熱器。
下面將參照圖11-13更詳細地說明工具1，3，11，12的設計。圖11是第一工具1和第二工具3的分解視圖。如圖11所示，可以緊鄰第二工具3設置加熱器5，其可以直接連接于工具3，或者與第二工具3相距一定距離。如圖12所示，兩工具1，3均配置有溝槽27，水和空氣可以通過這些溝槽。如圖12中所示，工具1，3可以包括不同層28，29，30。這些層是工具結構的具有不同滲透性的部分。內層28形成具有相對較高滲透性的基礎結構。中間層29具有相對較低滲透性并且薄表面層30可以具有更低的滲透性。工具可以有利地由已經(jīng)燒結在一起而形成不同層的小金屬球體制成。如圖13所示，表面層30可以由小球體31形成，而中間層29可以由稍大的金屬球體32形成。基礎結構28由最大球體33形成。最小顆粒31可以具有位于0.01-0.18mm范圍內的直徑，而中間層29中的顆粒32可以具有位于0.18-0.25mm范圍內的直徑?；A層中的較大顆?；蛘咔蝮w33可以具有0.71-1mm的直徑。顆粒31，32，33可以為以下類型的顆粒，即金屬粉末形式的固體，并且可以從CALLO AB，Poppelgatan 15，57139Nssj，Sweden獲得。CALLO AB銷售名為Callo25的金屬粉末，其為球狀金屬粉末，具有0.09-0.18mm直徑的顆粒。其化學成分為89％Cu和11％Sn。
工具1的孔隙度約為40％。40％孔隙度的數(shù)值可以應用于所有層。
小球體31形成有助于為纖維產(chǎn)品提供光滑表面的精細表面層，而內層29，28提高滲透性。貫穿燒結結構的溝槽27可以具有達到工具表面的尖頭頂端，以提高滲透性。
下面將對圖16進行說明。在圖16的實施例中，第一工具1的表面25的部分34已被覆蓋或涂覆，從而不可滲透或基本上不可滲透。在不可滲透區(qū)域34上，將不會形成纖維層。從而，纖維產(chǎn)品將具有孔洞，該孔洞具有對應于不可滲透區(qū)域34的形狀。不可滲透區(qū)域34可以通過例如對表面25的部分進行涂漆或者用不可滲透材料片對表面25的部分進行覆蓋來獲得。應當理解的是，這種特征(不可滲透區(qū)域)完全是可選的，并且可以不采用該可選特征來實施本實用新型。作為一種方法，可以理解的是，本實用新型可以理解為包括采用具有不可滲透區(qū)域34的工具的(可選)步驟。與如何設計或者執(zhí)行該工具、機械或方法無關，也可以應用具有不可滲透區(qū)域的工具的思想。
由燒結金屬顆粒31，32，33提供的多孔結構具有以下優(yōu)點，即水和蒸汽可以輕易地通過工具1，3，11，12排出。這就降低了在蒸發(fā)過程中分層的風險。燒結的結構也具有以下優(yōu)點，即蒸汽可以在工具的整個表面上以非常均勻的方式排出。
高溫產(chǎn)生獲得有效脫水的優(yōu)點。在微波加熱器之前(當纖維產(chǎn)品潮濕時)用相對較高的壓強進行擠壓的優(yōu)點是在微波干燥前可獲得良好表面特性。從而，在微波干燥之后沒有必要對纖維產(chǎn)品進行擠壓，這種擠壓可能對纖維產(chǎn)品造成損傷。微波加熱步驟的優(yōu)點是改善衛(wèi)生狀況。采用高溫的優(yōu)點是纖維產(chǎn)品的表面變得更加緊湊，這在彎曲剛度方面是有利的。
應當理解的是，在一些實施例中，可以取消微波加熱或者由其他加熱方法來代替微波加熱，例如IR加熱。
應當理解的是，與如何執(zhí)行該流程無關，也可以應用在成型過程中暫停向模制槽6進給原料的思想。
本實用新型也涉及到可以通過上述方法獲得的纖維產(chǎn)品。在圖15a-15b以及下表中，其中示出了根據(jù)本實用新型生產(chǎn)的模制產(chǎn)品的特性。圖15a表明在質量方面(在采用模制纖維漿料產(chǎn)品的許多領域非常重要，例如包裝行業(yè))本實用新型可以顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術產(chǎn)品(例如，通過熱模制或者傳統(tǒng)漿料模制生產(chǎn)的)?？梢韵嘈?，根據(jù)本實用新型產(chǎn)品的高質量的一個原因在于可以獲得在600-900kg/m3范圍內的高密度，而不會發(fā)生纖維網(wǎng)絡中的任何缺陷。至少在質量方面獲得不低于所需水平的情況下，根據(jù)傳統(tǒng)現(xiàn)有技術方法很少能獲得高于500的密度。如下表所示，熱成型的漿料產(chǎn)品可能獲得高于500kg/m3的水平。然而，當采用熱成型方法時，該方法包括加熱后擠壓(hotafter pressing)，纖維網(wǎng)絡將局部破損而顯著降低一些質量方面，例如抗張指數(shù)。尤其是拐角和主體的具有尖銳轉折/彎曲的其他區(qū)域將由此類加熱后擠壓產(chǎn)生負面影響，然而根據(jù)本實用新型，具有尖銳半徑的拐角和區(qū)域與主體的基本上平整的區(qū)域表現(xiàn)出基本相同的連續(xù)、一致的網(wǎng)絡結構，進而在產(chǎn)品的基本上所有部分中提供均衡的良好質量方面。在有利的實施例中，產(chǎn)品的纖維網(wǎng)絡具有均勻或者基本上均勻的厚度。然而，應當理解的是，由所述方法獲得的纖維產(chǎn)品至少在一些情況下可以具有低于600kg/m3或者高于900kg/m3的密度。

根據(jù)本實用新型的進一步主要優(yōu)點在于可以在主體兩側產(chǎn)生非常光滑的表面。根據(jù)本實用新型生產(chǎn)的產(chǎn)品可以輕易地獲得位于約750-1.000ml/min(ISO 8791-2，Bendtsen)范圍內的粗糙度，而傳統(tǒng)模制漿料產(chǎn)品至少一側面通常具有高于1.500ml/min的粗糙度?？梢哉f明的是，傳統(tǒng)產(chǎn)品通常表現(xiàn)出更高粗糙度的原因之一是多數(shù)傳統(tǒng)技術采用金屬絲網(wǎng)來形成該表面。
根據(jù)本實用新型的進一步優(yōu)點在于該產(chǎn)品將獲得高抗張指數(shù)，通常位于65-100KNm/kg范圍內，這對于傳統(tǒng)模制漿料產(chǎn)品來說是顯著有利的。(參見圖15b)此外也可以獲得良好的撕裂指數(shù)。另一優(yōu)點在于表面層的粘結強度將稍高于靠近形成主體的網(wǎng)絡的中心部位的中間層的粘結強度，這是由于本實用新型的方法將在表面層中的纖維之間獲得更高的粘結量。從而，獲得與工字鋼類似的功能，即剛度和抗彎曲性得以提高。
最后，根據(jù)本實用新型的產(chǎn)品的有利方面當然還在于其可以在無需任何后擠壓的情況下獲得，否則后擠壓將增加產(chǎn)品成本，并且如上所述，也會在至少一些或者一個質量方面產(chǎn)生負面影響。圖15b中示出對于所有上述優(yōu)點，根據(jù)本實用新型生產(chǎn)的產(chǎn)品的抗張指數(shù)不取決于主體形狀而具有很高的數(shù)值，然而根據(jù)傳統(tǒng)方法，該產(chǎn)品將表現(xiàn)為隨著主體形狀復雜程度的增加而抗張指數(shù)降低。該表表示出，與本實用新型相比較，兩種現(xiàn)有技術方法(即，傳統(tǒng)漿料模制和熱成型)的一些經(jīng)驗獲知的平均值。從該表明顯可知，在質量方面，根據(jù)本實用新型的產(chǎn)品與現(xiàn)有技術產(chǎn)品相比具有許多優(yōu)點。
權利要求1.一種由原料制成纖維產(chǎn)品的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，該纖維產(chǎn)品制造機械包括a)容納原料的模制槽(6)，b)可滲透空氣和水的第一工具(1)，c)可滲透空氣和水的第二工具(3)，d)連接于第一工具(1)以將第一工具(1)降至槽(6)中并從槽(6)中提升第一工具(1)且使第一工具(1)抵靠第二工具(3)的裝置，e)連接于第一工具(1)的負壓源(2)，f)設置成加熱第二工具(3)并能夠將第二工具(3)的表面加熱到至少220℃的溫度的熱源(5)，為了是當潮濕纖維產(chǎn)品(10)夾持于第一和第二工具(1，3)之間時蒸發(fā)潮濕纖維產(chǎn)品(10)中的水分，g)附加地從先前已經(jīng)在第一工具(1)和第二工具(3)之間進行了脫水的纖維產(chǎn)品(10)中移除水分的微波加熱器(17)，以及h)將纖維產(chǎn)品(10)從第二工具(3)傳輸至微波加熱器(17)的裝置。
2.如權利要求1所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，一機械容器(7)設置成通過管道(8)將原料供應至模制槽(6)，也存在可以選擇性使用的旁通管道(9)，從而來自機械容器(7)的原料可以直接通入模制槽(6)或者繞環(huán)路泵送。
3.如權利要求1所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，一蒸汽淋浴器(16)設置于微波加熱器(17)之前，從而在纖維產(chǎn)品(10)受到微波加熱器(17)處理之前將穿過微波加熱器(17)的纖維產(chǎn)品(10)用蒸汽進行噴淋。
4.如權利要求1所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，第一工具(1)包括已經(jīng)燒結在一起以形成多孔體的顆粒。
5.如權利要求4所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，第二工具(3)包括已經(jīng)燒結在一起以形成多孔體的顆粒。
6.如權利要求1-5中任一項所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，第一和第二工具(1，3)安裝于可以在不同角度位置之間旋轉的夾具上。
7.如權利要求1-5中任一項所述的纖維產(chǎn)品制造機械，其特征在于，除第一和第二工具(1，3)之外，附加工具設置于從成對的第一和第二工具至微波加熱器(17)的路徑中，附加工具形成配合的成對工具，其中可以對纖維產(chǎn)品進行進一步脫水，并且附加工具還設置成將纖維產(chǎn)品(10)傳向微波加熱器(17)。
專利摘要本實用新型涉及一種由原料制成纖維產(chǎn)品的纖維產(chǎn)品制造機械。該機械包括容納原料的模制槽，可滲透空氣和水的第一工具，可滲透空氣和水的第二工具，連接于第一工具以將第一工具降至槽中并從槽中提升第一工具且使第一工具抵靠第二工具的裝置，連接于第一工具的負壓源，設置成加熱第二工具并能夠將第二工具的表面加熱到至少220℃的溫度的熱源，為了是當潮濕纖維產(chǎn)品夾持于第一和第二工具之間時蒸發(fā)潮濕纖維產(chǎn)品中的水分，附加地從先前已經(jīng)在第一工具和第二工具之間進行了脫水的纖維產(chǎn)品中移除水分的微波加熱器，及將纖維產(chǎn)品從第二工具傳輸至微波加熱器的裝置。
文檔編號D21J3/00GK2832893SQ20052001970
公開日2006年11月1日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權日2004年11月26日
發(fā)明者比約恩·尼爾森, 托比約恩·漢森, 拉斯·格拉夫頓, 利夫·巴斯克曼 申請人:Pakit國際貿易股份有限公司