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制造外形轮廓稳定的物件的方法

阅读:694发布:2021-11-12

专利汇可以提供制造外形轮廓稳定的物件的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种制造形状稳定的物件的方法,通过对在成形模座上的 纤维 原材料 浆液 进行抽吸,从而把流化纤维材料沉积于该模座上。为此目的,在模座上加有确定量的由流化纤维原材料制成的易排 水 浆液,抽吸过程以确定的方法进行控制,从而通过抽吸使纤维材料层沉积在模座上,该纤维材料层具有确定的壁厚,该壁厚基本上可保证物件所要求的外形 稳定性 。,下面是制造外形轮廓稳定的物件的方法专利的具体信息内容。

1、一种制造形状稳定物件的方法,通过对在成形模座上的纤维原材料浆液进行抽吸,从而把流化纤维原材料浆液沉积于该成形模座上,其特征在于,浆液是从通过使用一种含有至少部分地通过先前分离、有控制干磨提供的长纤维的起始材料提供比去的材料改进了性能的所述流化原材料制备出来的,所述浆液以确定的量施加到所述模座上,抽吸作用是以配量的方式进行的,从而通过抽吸使纤维原料层以确定的厚度沉积于所说基座上,该厚度基本上保证物件所需外形稳定性的要求。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,纤维原材料层的壁厚在一处或多处有变化,不同的厚度分布在整个材料层上,并通过具有相应局部变化的抽吸作用,对制造整个物件所需纤维浆量进行共同抽吸加工而产生。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,纤维原材料层以相应于所需形状稳定性的厚度进行沉积,这一过程是通过形成与其他区域相比具有较大壁厚的交联网格结构来实现的。
4、根据上述权利要求1-3中任何一个所述的方法,其特征在于,为将纤维原材料制成的易排水浆液抽吸至所需壁厚,使用一种模具,它可在负压作用下渗透气动工作介质,它具有一个可透过工作介质的模具表面,模具的厚度调节到通过抽吸在该表面上的浆液沉积在其上的纤维原材料层的厚度。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于使用这样一种模具,其模具表面的渗透性分别相应于在抽吸作用下沉积到所说模具表面上的易排水纤维浆层的局部壁厚的变化、或所需交联网格结构的壁厚的变化而起变化。
6、按权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,至少部分地使用含长纤维的起始材料作为纤维原材料,将这种纤维原材料一部分通过在碎浆机内摇出、一部分通过先前分离、有控制干磨加工成浆液,从而起始材料按配比量被分离开并被分成单纤维,然后用这样地制出的浆液制出物件。
7、按权利要求4所述的方法,其特征在于,至少部分地使用含长纤维的起始材料作为纤维原材料,将这种纤维原材料一部分通过在碎浆机内摇出、一部分通过先前分离、有控制干磨加工成浆液,从而起始材料按配比量被分离开并被分成单纤维,然后用这样地制出的浆液制出物件。
8、按权利要求5所述的方法,其特征在于,至少部分地使用含长纤维的起始材料作为纤维原材料,将这种纤维原材料一部分通过在碎浆机内摇出、一部分通过先前分离、有控制干磨加工成浆液,从而起始材料按配比量被分离开并被分成单纤维,然后用这样地制出的浆液制出物件。
9、按权利要求6所述的方法,其特征在于,先前分离、有控制干磨加工工艺过程以多步骤工艺过程的方式来实现。
10、按权利要求7或8所述的方法,其特征在于,先前分离、有控制干磨加工工艺过程以多步骤工艺过程的方式来实现。
11、按权利要求6所述的方法,其特征在于,经过分离的和有控制干磨的长纤维起始材料按配比量加进业已在碎浆机形成的浆液,并一道进行有共同时间限制的摇出加工。
12、按权利要求7或8所述的方法,其特征在于,经过分离的和有控制干磨的长纤维起始材料按配比量加进业已在碎浆机形成的浆液,并一道进行有共同时间限制的摇出加工。
13、按权利要求9所述的方法,其特征在于,经过分离的和有控制干磨的长纤维起始材料按配比量加进业已在碎浆机形成的浆液,并一道进行有共同时间限制的摇出加工。
14、按权利要求10所述的方法,其特征在于,经过分离的和有控制干磨的长纤维起始材料按配比量加进业已在碎浆机形成的浆液,并一道进行有共同时间限制的摇出加工。
15、按权利要求6所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
16、按权利要求7或8所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
17、按权利要求9所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
18、按权利要求10所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
19、按权利要求11所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
20、按权利要求12所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
21、按权利要求13所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。
22、按权利要求14所述的方法,其特征在于,辅助材料的添加是与先前分离干磨联系着进行的。

说明书全文

发明涉及一种制造外形轮廓稳定的物件的方法,该方法是利用抽吸在模座中的纤维原材料浆液使流化纤维原材料沉积在模座上。

流化纤维原材料是指一种可能是湿的、具有纤维特性并且适合于加工所要求的物件的起始材料。这种起始材料可以例如是例如用于制造用来包装易碎的及易操作的物品、诸如果、鲜花、鸡蛋,以及玻璃等物品的托盘和纸板箱的纤维浆料。该浆料通常含有悬浮的纤维状纤维素

众所周知,为此目的而使用了这样一种生产技术,在该技术中,把浆液状的起始材料通过沉积方法贴附在模具的外形成形轮廓上,该模具是可渗透的,它可使气态工作介质通过抽吸作用穿过模具材料作用于该起始材料上,从而通过抽吸在模具上形成材料的外形轮廓。

本发明的目的在于使用一种特别易于排水的浆料来制造厚度显著增大的承载构件,通过增大物料的排水性来实现增大的厚度以增大构件的承载能

本发明所陈述的目的是这样实现的,浆液是从通过使用一种含有至少部分地通过先前分离、有控制干磨提供的长纤维的起始材料提供比去水的材料改进了性能的所述流化原材料制备出来的,所述浆液以确定的量施加到所述模座上,抽吸作用是以配量的方式进行的,从而通过抽吸使纤维原料层以确定的厚度沉积于所述模座上,该厚度基本上保证物件所需外形稳定性的要求。

使用上述生产技术,同样可以生产诸如托盘和建筑构件的高承载 能力的构件;与上述包装实例相反,它会显示出相当均匀和光滑的外表面,并且本身表现出高度的外形轮廓稳定性。沉积确定厚度的纤维原材料层意味着用于抽吸的负压可能在纤维原材料层中获得这样一种材料密度,在直接靠着模具表面的材料层的外表面上,密度最高,并且从贯通沉积物件的中性层开始具增强作用。

通过利用所加工物件的层厚,该物件的外形稳定性根据本发明可通过相应局部变化在对制造整个物件所需的纤维浆液量进行的联合抽吸过程中的抽吸作用来在纤维原材料层上获得并在其上分布一处或多处层厚变化来提高。这样就能够用同一个工作过程、即将纤维原材料层沉积在模座上的过程,即可形成该物件所要求的最终外形和通过应用材料层的厚度在成形物件的实际材料中制成具有增强了外形稳定性的造型结构。根据本发明,这种结构可以例如成形为相对于物件其他部分具有较厚的厚度层的交联网格结构。

根据本发明,完成这种方法的合适方式的特点在于,为了对易于排水的纤维原材料浆液抽吸到所要求的厚度,使用了一种模具,其在负压情况下允许气态活动工作介质渗透,并且有一个可渗透工作介质的模具表面,该表面的渗透性可以按通过对浆液进行抽吸而沉积在该模具表面上的纤维原材料层的厚度进行调节。

以这种方式可以实现浆液的排水能力与模具表面的抽吸能力之间的交互作用,从而可以合理地制造具有相应于所要求的承载能力的较厚的纤维层厚度的构成部分。

为了获得物件的纤维原材料层的厚度的局部变化,根据本发明,可使用一个其模子表面的渗透力可对应于通过抽吸而沉积在模子表面上的易于排水的纤维浆料层的厚度的局部变化或交联网格结构来起变化的模具。

这意味着纤维原材料在模子表面上的沉积将根据模子表面的渗透 性而变化,这将会导致抽吸作用的局部变化,在模子表面渗透性差的地方,纤维原材料的沉积将减少,相反,在模子表面渗透性强的地方,沉积量将增高。

根据本发明,该方法的实施例的特征在于,使用一个将纤维原料制成的易排水浆液抽吸到所需厚度的模子,该模子在负压下可渗透气态活动工作介质,并且至少其外形成形部分含有部分复合材料,该复合材料的粒子被固定在一起以形成稳定外形轮廓的模具表面,同时限定了工作介质的通路,这些通路伸展穿过复合材料通向模具的外表面,至少形成模具表面的复合材料层的厚度可根据通过抽吸浆液沉积到模具表面上的纤维原材料的厚度来调节。

这样一种模具可由便宜的无机材料、诸如砂子来制造,其使用的生产技术是简单的、周期短的、因而也是便宜的。模具的总的生产费用维持在低水平,这种实施例因此也就适用于小批量产品的生产。

为了获得物件上的纤维原材料层层厚的局部变化,根据本发明,可使用这样一种模具,在该模具中,形成模具表面的复合材料具有这样一种厚度,该厚度根据通过抽吸而沉积在模具表面上的易于排水的纤维浆料层层厚的局部变化或交联网格结构来起变化。

根据本发明,可以使用这样一种模具,该模具的可渗透表面由具有变化粒度的粒子组成,其粒度在形成模具的模表面部位小一些,而在其下的模表面支撑层的要大一些。以这种方式就可以获得有利于空气流动的通路,同时,对被加工的物件来说,可以获得一个相当光滑的成形模具表面,从而使得物件获得一个平滑表面。

生产过程所需要的模具强度可以通过简单方式来获得,这就是将模具粒料与合适的粘合剂相混合(该粘合剂可含有粘附增强剂),通过对这种混合物进行例如热处理来进行硬化来制造所说模具。还可以通过在粒料中加入楔入剂来获得强度。

进一步来说,根据本发明,可以使用这样一种模具,该模具在底部具有一个基件,基件上的复合粒子可通过一种真正熔融化合物来连接起来,而模具有其余部分的粒料可通过一种可固化的粘合剂来连接起来。这样的模具的特点是具有高强度,使其能抗御相当大的工作压力。

本发明也包括使用这样一种模具,该模具的模表面可成形成具有一定的强度,使该模具可用于该模制物件的最终压力加工。最终压力加工不仅可用于快速去除沉积于模表面上的浆料层中的水份,而且还可在沉积的相当厚的纤维材料层中获得特别良好的材料密度,因此,对于最终产品来说它可获得高度的外轮廓稳定性。

通过适当地选择粒度以及粒料的分布,可以获得所要求的模具的孔隙度,这种可渗透模表面的组成既可获得粒料之间的固定化合物的理想状态、又可获得合适的孔隙度来避免穿过不必要那样致密的构成材料而引起的不必要的压力降。

上述过程及模具可在实用中用于生产由各种纤维悬浮液以及辅助材料所制成的物件,这些辅助材料对于在通过抽吸在模具上获得的材料层中产生连接是必需的。

通过使用气态工作介质来使流化纤维原材料沉积于模表面的成形外表面上而形成的物件的移出在实践上可以这样来完成,即使用压缩空气通过模具的空气通道作用到物件上,从而实现脱模。但是此时物件实际上仍然是相当软的,因此,为了从铸模中移出物件,最好使用一种转移模;为了达到从模具外表面上移出物件、以及随后把物件放到传送带上送至干燥间的目的,该转移模设计成与不朝向所述成形模的外表面的物件表面产生相互作用。本发明的范围也包括用上述颗粒复合材料制造这样一种转移模具,通过将所述材料颗粒粘合在一起来产生一种开式、稳固的结构,该结构中带有伸展到模具外表面的空气 通道,并且与一真空源相连接以产生抽吸效果。

转移模可直接在铸模中制出的物件的基础上进行制造,在该物件上的背离所说铸模的一面上用石膏制成第一辅助模(凹模),在该第一辅助模(凹模)上用石膏制成第二辅助模(凸模),所说的转移模(凹模)便直接在该第二辅助模上形成。

在沉积过程开始之前或者转移过程之前,必须保持可渗透模表面洁净,使模表面承受流过的模具的气体通道的空气气流的清理。

本发明中使用的由粒料复合材料所构成的模具可以以这样一种方式制造,使之在使用后或在磨损情况下可以再生,因为模具粒状构成材料可再循环使用。

根据本发明,易排水浆液的制造是这样来进行的,即纤维原材料中至少包含相当数量的长纤维的起始材料,一部分通过在碎浆机中摇出来,另一部分则通过先前分离、有控制干磨来制成浆液,经处理后的起始材料被分开成一定剂量并被分离成单纤维,从而制成准备制造成物件的浆液。

为了制成加工物件所需的浆料,在纤维原材料的加工过程中,特别是当纤维原材料以打包干物质的形式(诸如废纸)提供时,碎浆机的使用就是一个基本的步骤。

在碎浆机中产生强大的旋流,使原材料的单个部分相互摩擦因而被粉碎,使原材料被分离成纤维。

特别是在使用不纯一的材料、诸如废纸和再循环纸的情况下,须考虑依次进行分离,使先释出的纤维比后释出的纤维承受更高程度的附加处理。换句话说,在碎机中的加工过程是不受控制的,因此浆液不纯一。所说的附加加工导致研磨程度(°SR-Schopper-Riegler)的提高并从而加快粘液在碎浆机中的形成,这对从碎浆中制出的物件的随后的排水有负面影响,并且增大了物件在材料排水和材料干燥过程 中的收缩。

根据本发明的方法使一种纤维原材料至少部分地加到浆液内,这种纤维原材料中的纤维已经在很大程度上分离成单纤维,这就是可以更迅速地并且同时易于在碎浆机中实现自磨效果和混合效果的原因。由于碎浆机加工一种更为均匀的原材料、同时在碎浆机中通过自磨获得的研磨程度也可调节到更为均匀,上述结合在离开碎浆机的浆液中的水因而更能受控制。

但是,同样的过程还会带来其它优点,这些优点在废纸再循环利用上特别有价值。

再循环废纸具有许多不同特性和等级,如果这样的材料在从碎浆机中摇出之前进行分离、有控制的干磨,常常可以使用一种比仅靠在碎浆机中摇出进行分离加工时所用的材料更为便宜的低级材料。

本发明包括先前分离、有控制干磨加工过程以多步骤工艺过程的方式来实现,因此可以一种特别有效的方式将起始材料按配量分离。

以这种特殊方法,可将含有如塑料、防水纸、塑料层合纸板和纸的废纸材料分离成所需程度的纤维的其它粒料。分离出的不是纸的组分在进入碎浆机之前被筛出,或者可以让这些以粉末形式存在的组分进入随后的生产过程。

在该方法的一个实施例中,已经经过分离、有控制干磨的长纤维起始材料被加到已在碎浆机内形成的浆液中,并每与其一起经受确定时限的摇出。

用这种方式可制成这样一种物件,其纤维材料部分是主要通过纤维的氢键粘合,部分则与空气悬浮纤维材料混合,其粘合则通常使用胶。业已证明,以这种方法就能够摒弃传统的整个浆液靠氢键实现粘合,这意味着可以大大减少物件的排水和生产时间。而且,由于可通过添加胶来准确控制物件的强度特性,该方法也就可以严格控制所需 的物件强度特性。

这些优点对于应用所述抽吸技术进行大型的、形状稳定的物件的合理的、经济的工业化生产是十分重要的。

例如可通过应用一个撕碎机、也称为浆板撕碎机进行加工,随着在锤式粉碎机进行加工以进行多级式干磨,所述锤式粉碎机从浆板撕碎机接受材料,并且如果需要的话,可在材料按特定剂量加到碎浆机中进行摇出之前使其承受进一步磨加工。

根据本发明建议的在碎浆机中进行摇出之前对纤维原材料进行的分离、有控制干磨工序还提供了用再循环废纸制造必须是防缩的并且是尺寸恒定的物件的可能性。具有高含量木质纤维的起始材料的收缩率比纤维素纤维的小。经已证明,通过应用本发明的方法,甚至可以在木质纤维原料中加入相当分量的、包含不一定是木质的废纸板的便宜的再循环纸。因为对原材料进行先前分离、有控制干磨就能够制出一种不会使所制造的物件具有不希望有的收缩的浆液。

在制造由流化纤维原材料制的物件的过程中,利用辅助材料如填料、化学物质和粘合剂是众所周知的原理。辅助材料决定了所制造的物件的强度、硬度、透明度、柔软度和吸收性。本发明的优点也与这些辅助材料有关。

制造过程分成多步骤实际上增加了在整个制造过程中的不同步骤中添加辅助材料的可能性。所获得的最终浆液的开式结构,作为这个特殊的发明的结果,甚至有利于辅助材料取得良好的通路,使例如粘接材料可施加成使之或多或少地结合在物件表面以增加壁面强度。在进行先前分离、有控制干磨时加入辅助材料特别有利于促进辅助材料均匀分布在制出的纤维物质内。当然也可将辅助材料加到碎浆机中。

而且,本发明的范围也包括在碎浆机中进行摇出作为一个加工过 程取决于先前分离、有控制干磨。换句话说,在碎浆机中需要获得的自磨的程度可以根据在先前干磨步骤中实现的情况进行调节。例如,一种在碎浆机中被分离成一种正常的、在自磨中获得的磨度为60°SR(Schopper-Riegler)的纸浆,在这种纸浆中加入经干磨的纤维材料,然后混合物在碎浆机中再加工5分钟。用这种混合浆液制得的物件可具有特别大的厚度、孔隙度、和渗透性。这意味着产品可具有良好的排水性能,因此可制成具有较大的壁厚。

根据本发明制造的易排水浆液,即使在制造大壁厚物品的情况下,也是毫无问题地有利于将纤维悬浮物均匀地施加到模具上。

废纸,也称回收纸,其成份可能很复杂,可含有多种不同长度的纤维。但是,实际上已证明,当这种纸材用作本发明的制造过程的材料的一部分时,由于其平均纤维长度足够大,因而可获得上述的特别关于排水性和结构上的优点。

本发明的方法同样也适于纯净材料的加工。

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