特表 2022-515887 ピックアッププレス装置およびパルプスラリから３Ｄ成形製品を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-22

(54)【発明の名称】ピックアッププレス装置およびパルプスラリから３Ｄ成形製品を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   D21J 5/00 20060101AFI20220215BHJP

【ＦＩ】

D21J5/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021538390

(86)(22)【出願日】2020-01-03

(85)【翻訳文提出日】2021-08-23

(86)【国際出願番号】 EP2020050061

(87)【国際公開番号】W WO2020141209

(87)【国際公開日】2020-07-09

(31)【優先権主張番号】1950004-0

(32)【優先日】2019-01-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517214150

【氏名又は名称】セルワイズ・エービー

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ピアス、デイビッド

【テーマコード（参考）】

4L055

【Ｆターム（参考）】

4L055BF08

4L055CJ06

4L055EA13

4L055EA15

4L055EA20

4L055EA23

4L055EA24

4L055FA22

4L055GA05

(57)【要約】

第１の製品面を呈するピックアッププレス工具と第２の製品面を呈するプレス工具とピックアッププレス工具に接続された真空源とを備え、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するためのピックアッププレス装置に関する。ピックアッププレス工具およびプレス工具は、プレス工具の第１の相対位置で製品面はその製品面に対して液体状のパルプスラリ層を受けるように配置され、プレス工具の第２の相対位置で製品面はパルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされる。装置が備える第１の移送工具は、多孔質の第１の製品面の第１の部分と一致するように構成された第１の形成表面部分であって形成ギャップが所望のパルプスラリ層厚さを画定する第１の形成表面部分と、多孔質の第１の製品面の第２の部分から分岐するように構成された第２の形成表面部分であって非形成空間が形成ギャップよりも大きい厚さを有する第２の形成表面部分とを備える。
【選択図】図２ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するプロセスで使用するためのピックアッププレス装置であって、
多孔質の第１の製品面を呈するピックアッププレス工具（１０）と、
第２の製品面を呈するプレス工具（２０）と、
前記ピックアッププレス工具（１０）に接続された真空源と
を備え、
前記ピックアッププレス工具（１０）および前記プレス工具（２０）は、互いに対して垂直に移動可能であり、
前記プレス工具（１０、２０）の第１の相対位置において、前記製品面のうちの少なくとも１つは、その製品面に対して液体状のパルプスラリ層を受けるように配置され、
前記プレス工具（１０、２０）の第２の相対位置において、前記製品面は、前記パルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされ、
前記装置は第１の移送工具（３０）をさらに備え、前記第１の移送工具（３０）は、
その間に形成ギャップ（８０）が画定されるように、前記多孔質の第１の製品面の第１の部分（１４）と一致するように構成された第１の形成表面部分（３４）であって、前記形成ギャップ（８０）が所望のパルプスラリ層厚さを画定する、第１の形成表面部分（３４）と、
第２の形成表面部分（３５）および前記多孔質の第１の製品面の第２の部分（１５）によって非形成空間（９０）が画定されるように、前記多孔質の第１の製品面の前記第２の部分（１５）から分岐するように構成された前記第２の形成表面部分（３５）であって、前記非形成空間（９０）が前記形成ギャップよりも大きい厚さを有する、第２の形成表面部分（３５）と
を備える、ピックアッププレス装置。

【請求項2】

前記ピックアッププレス工具（１０）には、前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素（１３）が設けられ、および／または前記プレス工具（２０）には、前記プレス工具（２０）の前記第２の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素（２３）が設けられている、請求項１に記載のピックアッププレス装置。

【請求項3】

前記プレス工具（１０、２０）の前記第２の相対位置において、前記製品面は、前記パルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされ、その一方で前記少なくとも１つの加熱要素（１３、２３）によって前記パルプスラリ層を加熱し、前記工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引く、請求項２に記載のピックアッププレス装置。

【請求項4】

前記非形成空間（９０）は、１つのみのパルプスラリ層面と前記第２の形成表面部分（３５）および前記多孔質の第１の製品面の前記第２の部分（１５）のうちの１つとの間の接触を提供するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項5】

前記非形成空間（９０）は、前記第２の形成表面部分（３５）と前記多孔質の第１の製品面の前記第２の部分（１５）との間の空間を呈し、これは、前記形成ギャップ（８０）の厚さの２０倍超、好ましくは１５倍超、１０倍超、または前記形成ギャップ（８０）の前記厚さの５倍超である、請求項１から４のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項6】

前記非形成空間（９０）は、プレス方向に見て、雌型の最も内側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項7】

前記非形成空間（９０）は、プレス方向に見て、雌型の最も外側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項8】

前記形成ギャップ（８０）は、前記第１の形成表面部分（３４）および前記多孔質の第１の製品面の前記第１の部分（１４）の両方がそれぞれのパルプスラリ層面と接触するのに十分に小さい厚さを呈する、請求項１から７のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項9】

前記形成ギャップ（８０）は、周囲圧力よりも高い圧力を前記パルプスラリ層に提供するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項10】

前記第１の形成表面部分（３４）は、前記多孔質の第１の製品面の総面積の１０～９９．９％、好ましくは２５～９５％に対応する接触表面積を呈する、請求項１から９のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項11】

前記第１の移送工具（３０）は、１０～９０％の多孔度を有する多孔質製品面を呈する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項12】

前記第１の移送工具（３０）の前記多孔質製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔を呈する、請求項１１に記載のピックアッププレス装置。

【請求項13】

前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面は、１０～９０％の多孔度を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項14】

前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔を呈する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項15】

前記ピックアッププレス工具（１０）には、前記ピックアッププレス工具の前記多孔質の第１の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素（１３）が設けられている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項16】

前記プレス工具（２０）には、前記プレス工具の前記第２の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素（２３）が設けられている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置。

【請求項17】

パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造する方法であって、
第１の金型のピックアッププレス工具（１０）の多孔質の第１の製品面に液体状のパルプスラリ層を適用するステップと、
第１の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層を加熱し、前記工具（１０、２０）のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、前記第１の金型の協働するプレス工具（２０）の第２の製品面に対して前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面上の前記パルプスラリ層をプレスするステップと、
第２の金型（４０、５０）の第１のプレス工具の多孔質製品面に前記パルプスラリ層を移送するステップと、
第２の後続の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層を加熱し、前記第２の金型（４０、５０）の前記第１および第２のプレス工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、前記第２の金型（４０、５０）の第２のプレス工具の第２の製品面に対して前記パルプスラリ層をプレスするステップと
を備え、
前記パルプスラリ層の少なくとも一部分は、前記第２の金型（４０、５０）の前記第１のプレス工具への移送中に形成される、方法。

【請求項18】

前記第１の金型（１０、２０）から前記第２の金型（４０、５０）への前記パルプスラリ層の移送は、第１の移送工具（３０）によって実行され、前記第１の移送工具は、第１の形成表面部分（３４）および第２の形成表面部分（３５）を備え、
前記第１の金型（１０、２０）から前記第１の移送工具（３０）への前記パルプスラリ層の移送の間、前記第１の形成表面部分（３４）は、その間に形成ギャップ（８０）が画定されるように、前記第１の金型の前記多孔質の第１の製品面の第１の部分（１４）と一致し、前記形成ギャップ（８０）が所望のパルプスラリ層厚さを画定し、
前記第２の形成表面部分（３５）は、前記第２の形成表面部分（３５）および前記第１の金型の前記多孔質の第１の製品面の前記第２の部分（１５）によって非形成空間（９０）が画定されるように、前記第１の金型の前記多孔質の第１の製品面の第２の部分（１５）から分岐し、前記非形成空間（９０）が前記形成ギャップよりも大きい厚さを有する、
請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記第１の金型（１０、２０）から前記第１の移送工具（３０）への前記パルプスラリ層の移送の間、前記形成ギャップ（８０）は、周囲圧力よりも高い圧力を前記パルプスラリ層上に提供する、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記第１の金型（１０、２０）から前記第２の金型（４０、５０）への前記第１の移送工具（３０）の移動の間、前記第１の形成表面部分（３４）はパルプスラリ層面と接触し、前記第２の形成表面部分（３５）は自由である、請求項１８または１９に記載の方法。

【請求項21】

前記第１の金型（１０、２０）から前記第２の金型（４０、５０）への前記パルプスラリ層の移送の間、少なくともいくらかの水が前記パルプスラリ層から排出されるように、前記第１の移送工具（３０）を通じて真空引きされる、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記第２の金型（４０、５０）に移送された前記パルプスラリ層は、第１のパルプスラリ層部分および第２のパルプスラリ層部分を呈し、前記第１および第２のパルプスラリ層部分は並置され、前記第１のパルプスラリ層部分は、前記第２のパルプスラリ層部分よりも高いかまたは低いレベルの含水量を有する、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項23】

前記パルプスラリ層のピックアップは、前記パルプスラリ層が前記製品面に適用されるように、前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面を通じて真空を引いている間に、前記パルプスラリを収容する液槽内に前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面を浸漬することによって達成される、請求項１７から２２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項24】

前記ピックアッププレス工具（１０）は、前記協働するプレス工具（２０）と接触するように前記液槽から垂直方向上方に移動する、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記パルプスラリ層は、噴霧または注入によって前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面に適用される、請求項１７から２２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

前記パルプスラリ層のピックアップ中の前記多孔質の第１の製品面の裏側での第１の圧力は、３００～７００ｍｂａｒＡ、好ましくは４００～６００ｍｂａｒＡである、請求項１７から２５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項27】

前記第１の形成ステップにおいて、前記第１の金型（１０、２０）の多孔質製品面の裏側での第２の圧力は、前記第２の形成ステップにおける、前記第２の金型（４０、５０）の多孔質製品面の裏側での第３の圧力よりも低い、請求項１７から２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記第２の圧力は、前記第３の圧力の１～９９％、好ましくは５０～９９％または９０～９９％である、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記第２の圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡである、請求項２７または２８に記載の方法。

【請求項30】

前記第１の形成ステップにおいて、前記第１の金型の前記協働するプレス工具（２０）の前記第２の製品面は、約１５０～４００℃、好ましくは２００～３００℃に加熱される、請求項１７から２９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

前記第１の形成ステップにおいて、前記第１の金型の前記ピックアッププレス工具（１０）の前記多孔質の第１の製品面は、約１００～１５０℃に加熱される、請求項１７から３０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項32】

前記第１の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、前記第１の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項１７から３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

前記第１の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第１のプレス時間の間、前記第１の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項１７から３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

前記第１の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層の初期含水量は７０～９０重量％であり、最終含水量は４５～６５重量％、好ましくは約５０～６０重量％である、請求項１７から３３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記第３の圧力は２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡである、請求項１７から３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記第２の形成ステップにおいて、前記第２の金型（４０、５０）の前記製品面のうちの少なくとも１つは、約１１０～４００℃、好ましくは２００～３００℃に加熱される、請求項１７から３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記第２の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、前記第２の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項１７から３６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記第２の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第２のプレス時間の間、前記第２の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項１７から３７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項39】

前記第２の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層の初期含水量は約４５～６５％、好ましくは約５０～６０重量％であり、最終含水量は約２５～４０重量％、好ましくは約３０～３５重量％である、請求項１７から３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

第３の金型の第１のプレス工具の多孔質製品面に前記パルプスラリ層を移送するステップと、第３の後続の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層を加熱し、前記第３の金型の前記第１および第２のプレス工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、前記第３の金型の第２のプレス工具の第２の製品面に対して前記パルプスラリ層をプレスするステップとをさらに備える、請求項１７から３９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項41】

前記第２の金型の多孔質製品面の裏側での前記第３の圧力は、前記第３の金型の多孔質製品面の裏側での第４の圧力よりも低い、請求項４０に記載の方法。

【請求項42】

前記第４の圧力は２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡである、請求項４１に記載の方法。

【請求項43】

前記第３の形成ステップにおいて、前記第３の金型の前記製品面のうちの少なくとも１つは、約１００～３００℃、好ましくは２００～２８０℃に加熱される、請求項４０から４２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項44】

前記第３の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、前記第３の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項４０から４３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項45】

前記第３の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第３のプレス時間の間、前記第３の金型の前記第２の製品面に対してプレスされる、請求項４０から４４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項46】

前記第３の形成ステップにおいて、前記パルプスラリ層の初期含水量は約２５～４５重量％または２５～４０重量％、好ましくは約３０～４０重量％または３０～３５重量％であり、最終含水量は約５重量％未満、好ましくは約１重量％未満である、請求項４０から４５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項47】

請求項１８から４６のいずれか一項に記載の前記方法を備える、レセプタクルを形成する方法であって、前記レセプタクルの開口部分に対応するプレス工具および移送工具のそれぞれの部分に前記非形成空間（９０）が設けられている、方法。

【請求項48】

パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するためのシステムであって、
請求項１から１６のいずれか一項に記載のピックアッププレス装置と、
第２のペアの協働するプレス工具（４０、５０）と
を備えるシステム。

【請求項49】

第２の移送工具と、
第３のペアの協働するプレス工具と
をさらに備える、請求項４８に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本文献は、パルプスラリから製品を成形するプロセスで使用するためのピックアッププレス装置に関する。本開示はまた、パルプスラリから製品を成形する方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

多孔質金型をパルプスラリに浸漬し、その後乾燥させ、任意選択的にこうして成形された製品をプレスすることにより、パルプスラリから製品を成形することが知られている。このような製品の例は、鶏卵箱、衝撃吸収包装インサートおよび紙トレイ、紙コップ、ドリンクキャリートレイ、マッシュルームおよびベリー箱、ならびにその他の形態の工業用、農業用、および消費者用包装である。

【0003】

パルプからの製品の成形に関して、耐久性があり、高温に曝されることが可能な金型を提供することが望ましい。さらに、滑らかな表面構造、エネルギー消費量の低減、および形成プロセスの品質制御の向上が望ましい。

【0004】

これらの態様に関して、国際公開第２０１６１０１９７６号パンフレットは、製品と接触するための製品面と、製品面に対して壁の反対側の背面とを有する自立型工具壁部分を備える、スラリから製品を成形する際に使用するための改良された工具または工具部品を開示している。工具壁部分は、製品面から背面まで、工具壁部分を通じて延在する複数のチャネルによって提供される、細孔を呈する。このような工具または工具部品はまた、他の既知の工具と比較してより少ないエネルギーを真空生成に必要としながら、使用されるパルプの十分なピックアップ、移送、または蒸発を提供する、または製品を成形することもできる。

【0005】

しかしながら、エネルギー消費量をさらに低減することが望ましい。

【0006】

国際公開第２０１６１０１９７６号パンフレットは、スラリ層を多孔質金型に適用し、その反対側がスラリ層と接触している金型壁を通じて真空を引いている間にスラリ層を同時に加熱およびプレスすることでスラリから水を除去することによって、パルプスラリから製品を成形する方法を、さらに開示している。成形プロセスは、２つ以上の連続するプレスステップで実行されてもよく、これは、単一のプレスステップのプロセスと比較して、サイクル時間を短縮し、こうして製造プロセスのスループットを増加させるので、有利である。

【0007】

しかしながら、スループットをさらに増加させることが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０１６１０１９７６号パンフレット

【発明の概要】

【0009】

本開示の目的は、パルプスラリから製品を成形するための改良されたパルプ成形装置を提供することであり、より具体的には、従来技術と比較して成形プロセスのスループットを増加させる装置を提供することである。

【0010】

改良された成形プロセスを提供すること、より具体的には、製造プロセスの増加したスループットでパルプスラリから製品を成形する方法を提供することは、さらに本開示の目的に含まれる。

【0011】

本発明は、添付の独立請求項によって定義される。実施形態は、添付の従属請求項、ならびに以下の説明および図面に明記されている。

【0012】

第１の態様によれば、多孔質の第１の製品面を呈するピックアッププレス工具と、第２の製品面を呈するプレス工具と、ピックアッププレス工具に接続された真空源とを備える、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するプロセスで使用するためのピックアッププレス装置であって、ピックアッププレス工具およびプレス工具は、互いに対して垂直に移動可能であり、プレス工具の第１の相対位置において、製品面のうちの少なくとも１つは、その製品面に対して液体状のパルプスラリ層を受けるように配置され、プレス工具の第２の相対位置において、製品面は、パルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされる、ピックアッププレス装置が提供される。装置は第１の移送工具をさらに備え、第１の移送工具は、その間に形成ギャップが画定されるように、多孔質の第１の製品面の第１の部分と一致するように構成された第１の形成表面部分であって、前記形成ギャップが所望のパルプスラリ層厚さを画定する、第１の形成表面部分と、第２の形成表面部分および多孔質の第１の製品面の第２の部分によって非形成空間が画定されるように、多孔質の第１の製品面の第２の部分から分岐するように構成された第２の形成表面部分であって、前記非形成空間が形成ギャップよりも大きい厚さを有する、第２の形成表面部分とを備える。

【0013】

本開示の目的のために、「パルプ」という用語は、セルロース、鉱物およびデンプン、またはこれらの材料の組合せなどの繊維を備える材料を含むように解釈されるべきである。パルプは好ましくは、水を備え得る、液体担体を有する。

【0014】

「製品面」とは、このようなパルプ製品の形成中にパルプスラリ層またはパルプ製品と接触するように適合された工具の表面を意味する。

【0015】

第２の製品面は、多孔質であっても非多孔質であってもよい。あるいは、第２の製品面は、多孔質部分および非多孔質部分を呈してもよい。

【0016】

真空源は、圧力調節器に接続された真空チャンバの形態であってもよい。

【0017】

「ピックアップ」とは、パルプ繊維をピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面に引き寄せることを意味する。

【0018】

パルプスラリをプレスするために製品面が互いに向かってプレスされる、ピックアッププレス工具およびプレス工具の第２の相対位置において、工具のうちの少なくとも１つは、工具の製品面に熱を供給するように適合されることが可能である。さらに、多孔質製品面を有するかまたは多孔質部分を呈する工具のうちの少なくとも１つは、工具の多孔質製品面を通じて真空引きされ得るように、真空源に接続されることが可能である。

【0019】

ピックアッププレス工具は、パルプスラリ層をピックアップすることおよびパルプスラリ層をプレスすることの両方に適合されているので、ピックアップ工具からプレス工具にパルプ層を移送するための追加の移送工具の必要性が排除される。

【0020】

さらに、ピックアッププレス工具およびプレス工具は互いに対して垂直に移動可能でもあるので、パルプスラリ層をピックアップおよびプレスするための効率的なプロセスが達成可能であり、これにより、サイクル時間を短縮し、プロセスのスループットを増加させることができる。

【0021】

第１の移送工具は、パルプスラリ層をピックアッププレス工具から第２のペアのプレス工具の製品面に移送するように適合されることが可能である。

【0022】

第１の移送工具は圧力調節器に接続されてもよく、これは真空または空気圧を生成することができる。

【0023】

第１の移送工具はまた、移送工具ホルダに取り付けられてもよい。

【0024】

非形成空間は、第２の形成表面部分および多孔質の第１の製品面の第２の部分によって画定されるので、パルプスラリ層の少なくとも一部は、前記移送中に自由であり得る。

【0025】

パルプスラリ層の自由部分は、パルプスラリ層が第１の移送工具から第２のペアのプレス工具の製品面に移送される際に形成されることが可能であり、これにより、パルプスラリ層の自由部分を第１の移送工具の第２の形成表面部分と接触させることが可能である。

【0026】

さらに、第１の移送工具は、パルプスラリ層を第２のペアの協働するプレス工具に移送し、移送中にパルプスラリ層の少なくとも一部を形成するように適合されるので、追加の形成またはプレスステップは排除されてもよく、プロセスのより短いサイクル時間およびスループットの増加が達成され得る。

【0027】

さらに、第１の移送工具は、パルプスラリ層の少なくとも一部が移送中に第１の移送工具の第１の形成表面部分と接触し、少なくとも一部は自由、すなわち接触しないように適合されるので、異なるレベルの含水量を有する異なる部分を呈するパルプスラリ層が提供され得る。

【0028】

ピックアッププレス工具には、ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素が設けられてもよい。あるいは、または付加的に、プレス工具には、プレス工具の第２の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素が設けられてもよい。

【0029】

プレス工具の第２の相対位置において、製品面は、パルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされてもよく、その一方で少なくとも１つの加熱要素によってパルプスラリ層を加熱し、工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いてもよい。

【0030】

非形成空間は、１つのみのパルプスラリ層面と第２の形成表面部分および多孔質の第１の製品面の第２の部分のうちの１つとの間の接触を提供するように構成されることが可能である。

【0031】

「パルプスラリ層面」とは、ピックアッププレス工具、プレス工具、または移送工具などの工具の製品面と接触するように適合されたパルプスラリ層の表面を意味する。

【0032】

非形成空間は、第２の形成表面部分と多孔質の第１の製品面の第２の部分との間の空間を呈し、これは、形成ギャップの厚さの２０倍超、好ましくは１５倍超、１０倍超、または形成ギャップの前記厚さの５倍超である。

【0033】

非形成空間は、プレス方向に見て、雌型の最も内側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられることが可能である。

【0034】

あるいは、非形成空間は、プレス方向に見て、雌型の最も外側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられることが可能である。

【0035】

雌型は、ピックアッププレス工具またはプレス工具であり得る。雄型は、移送工具であり得る。

【0036】

形成ギャップは、第１の形成表面部分および多孔質の第１の製品面の第１の部分の両方がそれぞれのパルプスラリ層面と接触するのに十分に小さい厚さを呈することができる。

【0037】

形成ギャップは、周囲圧力よりも高い圧力をパルプスラリ層上に提供するように構成されることが可能である。

【0038】

第１の形成表面部分は、多孔質の第１の製品面の総面積の１０～９９．９％、好ましくは２５～９５％に対応する接触表面積を呈することができる。

【0039】

第１の移送工具は、１０～９０％の多孔度を有する多孔質製品面を呈することができる。

【0040】

本開示の目的のために、「多孔度」という用語は、所定の製品面部分の総製品面積（細孔開口部を含む）に対する細孔開口面積として定義される。

【0041】

第１の移送工具の多孔質製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔を呈することができる。

【0042】

ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、１０～９０％の多孔度を有することができる。

【0043】

ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔を呈することができる。

【0044】

ピックアッププレス工具には、ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素が設けられることが可能である。

【0045】

加熱要素は、電気加熱要素、熱風または液体加熱要素、または誘導加熱要素であってもよい。加熱要素は、コントローラによって制御され得る。

【0046】

プレス工具には、プレス工具の第２の製品面に熱を供給するように適合された少なくとも１つの加熱要素が設けられることが可能である。

【0047】

加熱要素は、電気加熱要素、熱風または液体加熱要素、または誘導加熱要素であってもよい。加熱要素は、コントローラによって制御され得る。

【0048】

本発明の第２の態様によれば、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造する方法であって、第１の金型のピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面に液体状のパルプスラリ層を適用するステップと、第１の形成ステップにおいて、パルプスラリ層を加熱し、工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、第１の金型の協働するプレス工具の第２の製品面に対してピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面上のパルプスラリ層をプレスするステップと、第２の金型の第１のプレス工具の多孔質製品面にパルプスラリ層を移送するステップと、第２の後続の形成ステップにおいて、パルプスラリ層を加熱し、第２の金型の第１および第２のプレス工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、第２の金型の第２のプレス工具の第２の製品面に対してパルプスラリ層をプレスするステップとを備え、パルプスラリ層の少なくとも一部分は、第２の金型の第１のプレス工具への移送中に形成される、方法が提供される。

【0049】

任意選択的に、第２の形成ステップの前にパルプスラリ層の洗浄ステップが実行されてもよい。

【0050】

第１の金型のピックアッププレス工具および協働するプレス工具、および／または第２の金型の第１および第２のプレス工具は、上述の内容にしたがって、ピックアッププレス装置の一部を形成し得る。

【0051】

第１の金型から第２の金型へのパルプスラリ層の移送は、第１の移送工具によって実行されることが可能であり、第１の移送工具は、第１の形成表面部分および第２の形成表面部分を備え、第１の金型から第１の移送工具へのパルプスラリ層の移送の間、第１の形成表面部分は、その間に形成ギャップが画定されるように、第１の金型の多孔質の第１の製品面の第１の部分と一致し、前記形成ギャップが所望のパルプスラリ層厚さを画定し、第２の形成表面部分は、第２の形成表面部分および第１の金型の多孔質の第１の製品面の第２の部分によって非形成空間が画定されるように、第１の金型の多孔質の第１の製品面の第２の部分から分岐し、前記非形成空間が形成ギャップよりも大きい厚さを有する。

【0052】

第１の移送工具は多孔質であり得る。

【0053】

第１の移送工具は、上述の内容にしたがってピックアッププレス装置の一部を形成し得る。

【0054】

第１の金型から第１の移送工具へのパルプスラリ層の移送の間、形成ギャップは、周囲圧力よりも高い圧力をパルプスラリ層上に提供することができる。

【0055】

第１の金型から第２の金型への第１の移送工具の移動の間、第１の形成表面部分は、パルプスラリ層と接触することができ、第２の形成表面部分は自由であり得る。

【0056】

第１の金型から第２の金型へのパルプスラリ層の移送の間、少なくともいくらかの水がパルプスラリ層から排出されるように、第１の移送工具を通じて真空引きされることが可能である。

【0057】

真空は、パルプスラリ層が第１の移送工具によって受けられたとき、すなわち第１の金型から第１の移送工具に移送されたとき、および／または第１の金型から第２の金型への移送工具の移動中に、適用され得る。

【0058】

第２の金型に移送されたパルプスラリ層は、第１のパルプスラリ層部分および第２のパルプスラリ層部分を呈することができ、第１および第２のパルプスラリ層部分は並置され、第１のパルプスラリ層部分は、第２のパルプスラリ層部分よりも高いかまたは低いレベルの含水量を有する。

【0059】

パルプスラリ層のピックアップは、パルプスラリ層が製品面に適用されるように、ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面を通じて真空を引いている間に、パルプスラリを収容する液槽内にピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面を浸漬することによって達成されることが可能である。

【0060】

ピックアッププレス工具は、協働するプレス工具と接触するように液槽から垂直方向上方に移動することができる。

【0061】

あるいは、パルプスラリ層は、噴霧または注入によってピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面に適用されることが可能である。

【0062】

パルプスラリ層のピックアップ中の多孔質の第１の製品面の裏側での第１の圧力は、３００～７００ｍｂａｒＡ、好ましくは４００～６００ｍｂａｒＡであり得る。

【0063】

第１の形成ステップにおいて、第１の金型の多孔質製品面の裏側での第２の圧力は、第２の形成ステップにおける、第２の金型の多孔質製品面の裏側での第３の圧力よりも低くすることができる。

【0064】

第２の圧力は、第３の圧力の１～９９％、好ましくは５０～９９％、または９０～９９％であり得る。

【0065】

第２の圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得る。

【0066】

第１の形成ステップにおいて、第１の金型の協働するプレス工具の第２の製品面は、約１５０～４００℃、好ましくは２００～３００℃に加熱されることが可能である。

【0067】

第１の形成ステップにおいて、第１の金型のピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、約１００～１５０℃に加熱されることが可能である。

【0068】

ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、パルプスラリ層の追加の乾燥効果の目的で、または成形性のために繊維の暖かさを維持する目的で、第１の形成ステップにおいて加熱されてもよい。

【0069】

第１の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、第１の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0070】

第１の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第１のプレス時間の間、第１の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0071】

第１の形成ステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は７０～９０重量％であり得、最終含水量は、４５～６５重量％、好ましくは約５０～６０重量％であり得る。

【0072】

第３の圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得る。

【0073】

第２の形成ステップにおいて、第２の金型の製品面のうちの少なくとも１つは、約１１０～４００℃、好ましくは２００～３００℃に加熱されることが可能である。

【0074】

第２の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、第２の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0075】

第２の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第２のプレス時間の間、第２の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0076】

第２の形成ステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は、約４５～６５重量％、好ましくは約５０～６０重量％であり得、最終含水量は、約２５～４０重量％、好ましくは約３０～３５重量％であり得る。

【0077】

方法は、第３の金型の第１のプレス工具の多孔質製品面にパルプスラリ層を移送するステップと、第３の後続の形成ステップにおいて、パルプスラリ層を加熱し、第３の金型の第１および第２のプレス工具のうちの少なくとも１つの多孔質製品面を通じて真空を引いている間に、第３の金型の第２のプレス工具の第２の製品面に対してパルプスラリ層をプレスするステップとを、さらに備えることができる。

【0078】

任意選択的に、パルプスラリ層の洗浄ステップは、第３の形成ステップの前に実行されることが可能である。

【0079】

パルプスラリ層の移送は、第２の移送工具によって実行されることが可能である。

【0080】

第２の金型の多孔質製品面の裏側での第３の圧力は、第３の金型の多孔質製品面の裏側での第４の圧力よりも低くすることができる。

【0081】

第４の圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得る。

【0082】

第３の形成ステップにおいて、第３の金型の製品面のうちの少なくとも１つは、約１００～３００℃、好ましくは２００～２８０℃に加熱されることが可能である。

【0083】

第３の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、約３９０～１５７０ｋＰａ、好ましくは５８０～１１７０ｋＰａの圧力で、第３の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0084】

第３の形成ステップにおいて、パルプスラリ層は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第３のプレス時間の間、第３の金型の第２の製品面に対してプレスされることが可能である。

【0085】

第３の形成ステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は、約２５～４５重量％または２５～４０重量％、好ましくは約３０～４０重量％または３０～３５重量％であり得、最終含水量は、約５重量％未満、好ましくは約１重量％未満であり得る。

【0086】

本発明の第３の態様によれば、上述の内容にしたがって、レセプタクルを形成する方法が提供され、レセプタクルの開口部分に対応するプレス工具および移送工具のそれぞれの部分に非形成空間が設けられる。

【0087】

レセプタクルは、固体、液体、および／または気体の内容物を収容するように適合された容器、カップ、ジャー、缶、ボトルなどであり得る。これは、例えばパーソナルケア製品、ホームケア製品、食品または飲料などの様々な製品の容器として使用されることが可能である。

【0088】

開口部分は、レセプタクルのリムを呈してもよい。

【0089】

本発明の第４の態様によれば、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するためのシステムが提供され、システムは、上述の内容によるピックアッププレス装置と、第２のペアの協働するプレス工具とを備える。

【0090】

第２のペアの協働するプレス工具は各々、それぞれの工具ホルダに取り付けられてもよい。第２のペアの協働するプレス工具のうちの少なくとも１つの工具は、多孔質製品面を呈してもよい。工具のうちの少なくとも１つは、真空源に接続され得る。

【0091】

システムは、第２の移送工具と、第３のペアの協働するプレス工具とをさらに備えることができる。

【0092】

第２の移送工具は、第２のペアのプレス工具から第３のペアのプレス工具の製品面にパルプスラリ層を移送するように適合されることが可能である。

【0093】

第２の移送工具は圧力調節器に接続されてもよく、これは真空または空気圧を生成することができる。

【0094】

第２の移送工具はまた、移送工具ホルダに取り付けられてもよい。

【0095】

第３のペアの協働するプレス工具は各々、それぞれの工具ホルダに取り付けられてもよい。第３のペアの協働するプレス工具の工具のうちの少なくとも１つは、多孔質製品面を呈してもよい。工具のうちの少なくとも１つは、真空源に接続され得る。

【図面の簡単な説明】

【0096】

【図1a】ピックアッププレス装置の１対のピックアッププレス工具を示す概略図である。

【図1b】ピックアッププレス装置の１対のピックアッププレス工具を示す概略図である。

【図1c】ピックアッププレス装置の１対のピックアッププレス工具を示す概略図である。

【図1d】ピックアッププレス装置の１対のピックアッププレス工具を示す概略図である。

【図2a】ピックアッププレス装置の移送工具を示す概略図である。

【図2b】ピックアッププレス装置の移送工具を示す概略図である。

【図2c】ピックアッププレス装置の移送工具を示す概略図である。

【図2d】ピックアッププレス装置の移送工具を示す概略図である。

【図2e】１対のプレス工具を示す概略図である。

【図2f】ピックアッププレス装置の移送工具の実施形態を示す概略図である。

【図2g】ピックアッププレス装置の移送工具の別の実施形態を示す概略図である。

【図3】製造プロセスを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0097】

図１ａは、ピックアッププレス工具１０、協働するプレス工具２０、およびパルプスラリ２を有する容器１を概略的に示す。

【0098】

ピックアッププレス工具１０は、パルプスラリ２からパルプスラリ層３をピックアップすること、および第１のプレスステップでパルプスラリ層３をプレスすることの両方に適合されている。

【0099】

ピックアッププレス工具１０は工具ホルダ１１に取り付けられており、これはピックアッププレス工具とともに、圧力調節器Ｐ１に接続された真空チャンバ１２を画定する。圧力調節器は、少なくとも部分真空（すなわち、周囲空気圧よりも低い空気圧）および／または周囲空気圧よりも高い空気圧を選択的に生成する能力を有し得る。

【0100】

ピックアッププレス工具は自立型とすることができ、これは、工具の工具壁部分が十分に剛性であり、操作中に工具壁部分がその形状を維持するための支持構造を必要としないように十分に高い融点を有することを意味する。

【0101】

ピックアッププレス工具１０は、多孔質の第１の製品面、すなわちこのようなパルプ製品の形成中にパルプスラリ層またはパルプ製品と接触するように適合された工具の多孔質表面を呈する。多孔質の第１の製品面の多孔度は、１０～９０％であり得る。

【0102】

多孔質の第１の製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔をさらに呈してもよい。

【0103】

図１ａに示されるように、プレス工具２０は、工具ホルダ２１に取り付けられることも可能である。工具ホルダ２１は、プレス工具２０とともに真空チャンバ１２を画定することができる。真空チャンバ１２は、圧力調節器Ｐ２に接続されることが可能である。圧力調節器は、少なくとも部分真空（すなわち、周囲空気圧よりも低い空気圧）および／または周囲空気圧よりも高い空気圧を選択的に生成する能力を有し得る。

【0104】

プレス工具２０は、第２の製品面を呈する。第２の製品面は、多孔質であっても非多孔質であってもよい。あるいは、第２の製品面は、多孔質部分および非多孔質部分を呈してもよい。

【0105】

ピックアッププレス工具１０およびプレス工具２０は、互いに対して垂直に移動可能である。

【0106】

プレス工具１０、２０の第１の相対位置において、製品面のうちの少なくとも１つは、液体状であり得るパルプスラリ層３をその製品面で受けるように配置される。図１ａ参照。

【0107】

プレス工具１０、２０の第２の相対位置において、製品面は、パルプスラリ層をプレスするために互いに向かってプレスされる。図１ｄ参照。

【0108】

その結果、ピックアッププレス工具１０は、パルプスラリ層のピックアップからパルプスラリ層のプレスまで、プレス工具２０に対するその配向を維持することができる。

【0109】

さらに、ピックアッププレス工具１０は、パルプスラリ２を有する容器１からパルプスラリ層３をピックアップするステップを開始するために、方向Ｙ１に移動することができる。図１ａ参照。

【0110】

さらに、ピックアッププレス工具１０は、第１のプレスステップでパルプスラリ層３をプレスするステップを開始するために、方向Ｙ２に移動することができる。図１ｃ参照。

【0111】

あるいは、または付加的に、プレス工具２０は、第１のプレスステップを開始するために、方向Ｙ１に移動してもよい。

【0112】

図１ｂは、パルプスラリ２を保持する容器１内に浸漬されたピックアッププレス工具１０を概略的に示す。ピックアッププレス工具がパルプスラリ２に浸漬されている間、圧力調節器Ｐ１は真空を生成し、パルプ繊維３をピックアッププレス工具１０の製品面に引き寄せてもよい。

【0113】

図１ｃは、パルプ繊維３をプレス工具２０に向けて移動させる、すなわち第１のプレスステップを開始する、ピックアッププレス工具１０を概略的に示す。

【0114】

移動中、圧力調節器Ｐ１は真空を生成し、パルプ繊維３をピックアッププレス工具１０の製品面に付着させてもよい。

【0115】

図１ｄは、プレス位置にあるピックアッププレス工具１０およびプレス工具２０を概略的に示す。その結果、ピックアッププレス工具１０およびプレス工具２０は、パルプスラリ層３の第１のプレスステップを実行するように適合されたプレス構成を形成することができる。

【0116】

ピックアッププレス工具１０およびプレス工具２０、ならびにこれらの関連する工具ホルダ１１、２１は、開放位置とプレス位置との間で互いに対して移動可能である。プレス位置では、図１ｄに示されるように、工具１０、２０は互いに向かって押しつけられ、こうして、パルプ製品３’が形成されるように、それぞれの工具１０、２０の製品面の間でパルプスラリ層をプレスする。

【0117】

図１ｄに示されるように、ピックアッププレス工具およびプレス工具の一方または両方には、加熱要素１３、２３が供給され得る。加熱要素は、工具の製品面に熱を供給するように適合されている。

【0118】

加熱要素は、エネルギー供給源Ｅ１、Ｅ２によってエネルギー供給されることが可能である。さらに、加熱要素は、コントローラＣによって制御されることが可能である。

【0119】

加熱要素は、電気加熱要素、熱風または液体加熱要素、または誘導加熱要素であってもよい。

【0120】

プレス位置にあるとき、加熱要素１３、２３の一方または両方によって熱が供給され得る。

【0121】

パルプ製品３’のプレスの間、一方または両方の圧力調節器Ｐ１、Ｐ２は、パルプ製品３’からの水蒸気の排出を支援するために、真空を提供し得る。

【0122】

代替として、圧力調節器Ｐ１、Ｐ２の一方は真空を提供し、他方は周囲空気圧よりも高い圧力を提供してもよい。

【0123】

任意選択的に、プレスプロセス中に工具を通じて熱風または湯気が導入されてもよい（図１ｄ）。

【0124】

ピックアッププレスをパルプスラリに浸漬する代わりとして、パルプスラリは、スプレーコーティングまたは注入などのコーティング操作によって適用されることが可能である。任意選択的に、コーティング操作中、圧力調節器Ｐ１は真空を生成し、パルプ繊維３をピックアッププレス工具１０の製品面に向かって引き寄せてもよい。

【0125】

例えば製品３’、３’’、３’’’の全てまたは一部を徐々に形成するため、および／またはコーティング、装飾などのような追加の特徴を製品に適用するために、２つ以上の連続するプレスステップが使用され得ることにも留意されたい。

【0126】

図２ａ～図２ｄは、第１のプレス工具１０、２０から第２のペアのプレス工具４０、５０に製品３’を移送するために使用されることが可能な第１の移送工具３０を示す。図２ａ～図２ｅ参照。

【0127】

第１の移送工具３０は第３の圧力調節器Ｐ３に接続されてもよく、これは真空または空気圧を生成することができる。移送工具３０はまた、第３の圧力調節器Ｐ３に接続された真空チャンバ３２を画定するように、移送工具ホルダ３１に取り付けられてもよい。

【0128】

パルプ繊維の移送中に、ピックアッププレス工具１０からパルプ繊維を解放させるために、周囲圧力よりも高い空気圧が第１の圧力調節器Ｐ１によって生成され得る。

【0129】

あるいは、または補足として、第３の圧力調節器Ｐ３によって真空が生成され、パルプ繊維が移送工具３０によって受け取られるようにしてもよい。

【0130】

第１の移送工具には加熱要素が供給されてもよい（図示せず）。加熱要素は、第１の移送工具の製品面に熱を供給するように適合されている。加熱要素は、エネルギー供給源によってエネルギー供給されることが可能である。さらに、加熱要素は、コントローラＣによって制御されることが可能である。

【0131】

加熱要素は、電気加熱要素、熱風または液体加熱要素、または誘導加熱要素であってもよい。

【0132】

第１の移送工具３０は、図２ａ～図２ｄに示されるように、製品３’の一部を形成するように適合されている。

【0133】

第１の移送工具３０は、多孔質製品面を呈することができる。

【0134】

第１の移送工具３０の多孔質製品面は、１０～９０％の多孔度を有し得る。

【0135】

第１の移送工具３０の多孔質製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する細孔を呈し得る。

【0136】

図２ａおよび図２ｂに示されるように、第１の移送工具３０は、第１の形成表面部分３４および第２の形成表面部分３５を備えることができる。

【0137】

図２ａに示されるように、第１の形成表面部分３４は、その間に形成ギャップ８０が画定されるように、多孔質の第１の製品面の第１の部分１４と一致するように構成されることが可能である。形成ギャップ８０は、所望のパルプスラリ層厚さを画定することができる。

【0138】

第２の形成表面部分３５は、第２の形成表面部分３５および多孔質の第１の製品面の第２の部分１５によって非形成空間９０が画定されるように、多孔質の第１の製品面の第２の部分１５から分岐するように構成されることが可能である。非形成空間９０は、形成ギャップ８０よりも大きい厚さを有することができる。

【0139】

非形成空間９０は、１つのみのパルプスラリ層面と第２の形成表面部分３５および多孔質の第１の製品面の第２の部分１５のうちの１つとの間の接触を提供するように構成されることが可能である。

【0140】

非形成空間９０は、第２の形成表面部分３５と多孔質の第１の製品面の第２の部分１５との間の空間を呈し、これは、形成ギャップ８０の厚さの２０倍超、好ましくは１５倍超、１０倍超、または形成ギャップ８０の前記厚さの５倍超である。

【0141】

非形成空間９０は、プレス方向に見て、雌型の最も内側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられることが可能である。図２ｆ参照。

【0142】

あるいは、非形成空間９０は、プレス方向に見て、雌型の最も外側の部分および／または雄型の遠位部分に設けられることが可能である。図２ｇ参照。

【0143】

雌型は、ピックアッププレス工具またはプレス工具であり得る。雄型は、移送工具であり得る。

【0144】

形成ギャップ８０は、形成表面部分３４および多孔質の第１の製品面の第１の部分１４の両方がそれぞれのパルプスラリ層面と接触するのに十分に小さい厚さを呈することができる。

【0145】

形成ギャップ８０は、周囲圧力よりも高い圧力をパルプ製品３’上に提供するように構成されることが可能である。

【0146】

その結果、パルプ製品３’はピックアッププレス工具１０の多孔質の第１の製品面から第１の移送工具３０に移送されるので（図２ａ参照）、第１の移送工具３０の形成表面部分３４および多孔質の第１の製品面の第１の部分１４の両方と接触しているパルプ製品３’の部分に周囲圧力よりも高い圧力が印加され得る。

【0147】

第１の形成表面部分３４は、製品の移送中に製品３’の一部と接触するように適合されることが可能である。

【0148】

第１の形成表面部分３４は、第１の移送工具の移動中に第１の移送工具でパルプ製品３’を受け取って維持するのに十分な接触表面積を呈することができる。

【0149】

第１の形成表面部分３４は、多孔質の第１の製品面の総面積の１０～９９．９％、好ましくは２５～９５％に対応する接触表面積を呈することができる。

【0150】

図２ｂに示されるように、パルプ製品３’の少なくとも一部は、第１のプレス工具１０、２０から第２のペアのプレス工具４０、５０への第１の移送工具の移動の間、自由であり得る。

【0151】

その結果、第１のペアのプレス工具１０、２０から第２のペアのプレス工具４０、５０にパルプ製品３’を移送する、第１の移送工具の移動の間、第１の形成表面部分３４はパルプスラリ層面と接触することができ、第２の形成表面部分３５は自由であり得る。

【0152】

第１の移送工具３０の多孔質製品面の形状は、第２のペアのプレス工具のうちのプレス工具の製品面の形状と実質的に一致することができる。図２ｃ参照。

【0153】

その結果、パルプ製品３’はプレス工具４０の製品面に移送されるので、パルプ製品３’の少なくとも１つの自由部分は、第１の移送工具３０の第２の形成表面部分３５と接触させられることが可能である。これにより、パルプ製品３’の少なくとも１つの自由部分は、パルプ製品３’が第１の移送工具３０からプレス工具４０の製品面に移送される際に形成されることが可能である。図２ｃ参照。

【0154】

第１の移送工具３０はその後、図２ｄに示されるように、プレス工具４０から取り外されることが可能である。次に、図２ｅに示されるように、第２のペアのプレス工具４０、５０を使用して、第２のプレスステップにおいてパルプ製品３’’がプレスされることが可能である。

【0155】

第１の移送工具３０がピックアッププレス工具１０から製品を移送するときに（図２ａ）第３の圧力調節器Ｐ３によって真空が生成され、パルプ繊維を移送工具３０によって受け取らせることができる。付加的に、または代わりに、第１のペアのプレス工具１０、２０から第２のペアのプレス工具４０、５０への第１の移送工具３０の移動中に、真空が生成されてもよい。その結果、移送中に製品から水が排出され得る。

【0156】

第１の移送工具３０は、パルプ製品３’の少なくとも一部が移送中に第１の移送工具３０の多孔質製品面と接触でき、パルプ製品３’の少なくとも一部が自由であり得る、すなわち接触しないように適合されるので、パルプ製品３’の異なる部分から異なるレベルの水が排出され得る。

【0157】

その結果、第２のペアのプレス工具４０、５０に移送されたパルプ製品３’は、第１のパルプスラリ層部分および第２のパルプスラリ層部分を呈することができ、第１および第２のパルプスラリ層部分は並置され、第１のパルプスラリ層部分は、第２のパルプスラリ層部分よりも高いかまたは低いレベルの含水量を有する。

【0158】

第２のペアのプレス工具４０、５０から第３のペアのプレス工具（図示せず）にパルプ製品３’’’を移送するために、第２の移送工具が使用され得る。

【0159】

第２の移送工具は、本質的に第１の移送工具と同じように設計されてもよく、または異なる設計を有してもよい。その結果、第２の移送工具は、第２のペアのプレス工具から第３のペアのプレス工具に製品を移送するために、または製品の一部を移送および形成の両方を行うために、使用され得る。

【0160】

本発明によれば、図１ａ～図１ｄおよび図２ａ～図２ｅを参照して記載された内容にしたがって、ピックアッププレス工具、プレス工具、ピックアッププレス工具に接続された真空源、および第１の移送工具を備える、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造するプロセスで使用するためのピックアッププレス装置が提供される。

【0161】

本発明によれば、パルプスラリから３Ｄ成形製品を製造する方法もまた提供される。

【0162】

一実施形態では、図１ａ～図１ｄおよび図２ａ～図２ｃに関して記載された内容にしたがってステップが実行される。

【0163】

３Ｄ成形製品は、例えば固体、液体、および／または気体の内容物を収容するように適合された容器、カップ、ジャー、缶、ボトルなどのレセプタクルであり得る。

【0164】

次いで、レセプタクルの開口部分に対応するプレス工具および移送工具のそれぞれの部分に非形成空間９０が提供され得る。開口部分は、レセプタクルのリムを呈してもよい。

【0165】

ここで、図３を参照して、製造プロセスについて説明される。

【0166】

第１のステップ１０１において、例えば図１ａを参照して記載されたように、パルプスラリ層が提供され、パルプスラリ層は、第１の金型の多孔質の第１の製品面に適用される。これは、多孔質の第１の製品面を呈するピックアッププレス工具および第２の製品面を呈するプレス工具を備える第１の金型を提供することによって達成され得る。第２の製品面は、多孔質であっても非多孔質であってもよい。あるいは、第２の製品面は、多孔質部分および非多孔質部分を呈してもよい。

【0167】

ピックアッププレス工具は、多孔質の第１の製品面にパルプスラリ層を適用するステップにおいて、パルプスラリからパルプスラリ層をピックアップするように適合され得る。

【0168】

パルプスラリ層のピックアップは、ピックアッププレス工具の裏側に真空を適用しながら、パルプスラリに第１の金型の多孔質ピックアッププレス工具を浸漬することによって実行され得る。

【0169】

パルプスラリ層のピックアップ中の多孔質の第１の製品面の裏側での第１の圧力は、３００～７００ｍｂａｒＡ（絶対ミリバール）、好ましくは４００～６００ｍｂａｒＡであり得る。

【0170】

工具を通る流量は、５０から１０００ｍ３／ｈの間とすることができる。好ましくは、流量は、工具の多孔質の第１の製品面の平方メートルあたり１０００から３００００ｍ３／ｈの間とすることができる。

【0171】

その結果、パルプスラリ層が多孔質の第１の製品面に適用され得るように、ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面を通じて真空引きされることが可能である。

【0172】

ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、直径０．１～０．７ｍｍ、好ましくは０．２５～０．６ｍｍの孔サイズを有する１０～９０％の表面多孔度を有し得る。

【0173】

あるいは、パルプスラリは、スプレーコーティングまたは注入などのコーティング操作によってピックアッププレス工具に適用されてもよい。任意選択的に、コーティング操作中、ピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面を通じて真空を引き、パルプ繊維をピックアッププレス工具の製品面に向かって引き寄せてもよい。

【0174】

第２のステップ１０２において、パルプスラリ層は第１の金型内でプレスされる。その結果、パルプスラリ層を有するピックアッププレス工具は、パルプスラリまたはその初期コーティング位置から持ち上げられ、プレス工具に向かって移動させられ、これによってパルプスラリ層はプレス工具の第２の製品面に対してプレスされる。これは、ピックアッププレス工具が持ち上げられてプレス工具まで直接移動させられるように、一度の垂直移動で実行され得る。

【0175】

あるいは、ピックアッププレス工具がパルプスラリから持ち上げられ、プレス工具がピックアッププレス工具まで移動させられてもよい。

【0176】

あるいは、ピックアッププレス工具およびプレス工具の両方が、互いに向かって垂直方向に移動させられてもよい。

【0177】

この第１のプレスステップ１０２において、周りの周囲圧力よりも低い圧力が第１の金型の多孔質製品面の裏側に印加され、こうして多孔質製品面の裏側に真空をもたらし、工具を通じて湯気などの溶剤蒸気が引き込まれる。

【0178】

多孔質製品面の裏側に印加される圧力は、低レベルまたは中レベルほどの真空であり得る。つまり、第１の圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得る。

【0179】

工具を通る流量は、５０から１０００ｍ３／ｈの間とすることができる。好ましくは、流量は、工具の多孔質製品面の平方メートルあたり１０００から３００００ｍ３／ｈの間とすることができる。

【0180】

第１の金型のプレス工具の第２の製品面は、約１５０～５００℃、好ましくは１５０～４００℃、２００～５００℃、２００～４００℃、または２００～３００℃、およびほとんどの場合には２４０～２８０℃に加熱され得る。

【0181】

第１の金型のピックアッププレス工具の多孔質の第１の製品面は、約１００～１５０℃に加熱され得る。

【0182】

ピックアッププレス工具およびプレス工具の製品面の間のプレス圧は、約３９０～１５７０ｋＰａ、およびほとんどの場合には５８０～１１７０ｋＰａ程度であり得る。

【0183】

プレス圧は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第１のプレス時間の間に印加され得る。ほとんどの設定では、０．５～１．５秒程度のプレス時間で十分であり、多くの場合、０．５～１．０秒でもよい。

【0184】

典型的には、この第１のステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は７０～９０重量％であり、プレスステップが実行された後、最終含水量は４５～６５重量％、典型的には約５０～６０重量％であり得る。

【0185】

第１のプレスステップ１０２の後、今やその溶剤の相当量が除去されたパルプスラリ層は、第２のプレス金型に移送１０３され得る。移送は、図２ａ～図２ｅに関連して上述されたように、移送工具によって実行され得る。その結果、パルプスラリ層の少なくとも一部が、移送中に形成され得る。

【0186】

移送ステップの間、パルプスラリ層が移送工具壁に保持されるように、移送工具壁の裏側に真空が適用され得る。移送工具壁からパルプスラリ層を解放するために、代わりに移送工具壁の裏側に加圧空気を適用することが可能である。

【0187】

あるいは、または補足として、真空は第２の金型の多孔質製品面の裏側に適用され、パルプスラリ層を第２の金型によって受け取らせてもよい。

【0188】

移送の間、移送工具の製品面は、約１００～１５０℃に加熱され得る。

【0189】

その結果、パルプスラリ層の追加の乾燥効果が達成可能であり、および／またはパルプスラリ層が成形性のために繊維の暖かさを維持することができる。

【0190】

第２の金型は１対の嵌合するプレス工具を備えてもよく、そのうちの一方は多孔質製品面を有してもよく、これはパルプスラリ層と接触し、これを通じて真空引きすることができる。

【0191】

第２の金型は、多孔質製品面を呈する第１のプレス工具と、第２の製品面を呈する第２のプレス工具とを備え得る。第２の製品面は、多孔質であっても非多孔質であってもよい。あるいは、第２の製品面は、多孔質部分および非多孔質部分を呈してもよい。

【0192】

移送１０３は、移送工具によって、第１の金型から第２の金型の第１のプレス工具の多孔質製品面にパルプスラリ層を移送することによって実行され得る。

【0193】

第２のプレスステップ１０４において、パルプスラリ層は、第２の金型内でプレスされ得る。パルプスラリ層はその後、第２の金型の第２のプレス工具の第２の製品面に対してプレスされ得る。この第２のプレスステップ１０４において、周りの周囲圧力よりも低い圧力が金型の多孔質製品面の裏側に印加され、こうして多孔質製品面の裏側に真空をもたらし、工具を通じて湯気などの溶剤蒸気が引き込まれる。

【0194】

第２の金型の多孔質製品面は、０．１～１．２ｍｍ、好ましくは０．２５～１．０ｍｍの孔サイズを有する２５～５０％の多孔度を有し得る。

【0195】

しかしながら、第２のプレスステップ１０４では、第２の金型の多孔質製品面の裏面に印加される圧力は、第１のプレスステップ１０２で提供される圧力よりも高くてもよい。

【0196】

具体的には、第１のプレスステップ１０２で提供される圧力は、第２のプレスステップ１０４で提供される圧力の１～９９％、好ましくは５０～９９％、９０～９９％、９５～９９％、または９９～９９．９％であり得る。

【0197】

第２のプレスステップにおいて、第２の金型の多孔質製品面の裏側に印加される絶対圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得るが、常に第１のプレスステップの場合よりも高い。

【0198】

工具を通る流量は、５０から１０００ｍ３／ｈの間とすることができる。好ましくは、流量は、工具の多孔質製品面の平方メートルあたり１０００から３００００ｍ３／ｈの間とすることができる。

【0199】

第２の金型の製品面のうちの少なくとも１つは、約１１０～５００℃、好ましくは１１０～４００℃、１５０～５００℃、１５０～４００℃、２００～５００℃、２００～４００℃、または２００～３００℃、および多くの場合には２４０～２８０℃に加熱され得る。典型的には、第２の金型を構成し、パルプスラリ層と接触する全ての製品面が加熱され得る。

【0200】

第２の金型の第１および第２のプレス工具の製品面の間のプレス圧は、約３９０～１５７０ｋＰａ、ほとんどの場合には５８０～１１７０ｋＰａ程度であり得る。

【0201】

プレス圧は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第２のプレス時間の間に印加され得る。ほとんどの設定では、０．５～１．５秒程度のプレス時間で十分であり、多くの場合、０．５～１．０秒でもよい。

【0202】

典型的には、この第２のプレスステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は、約４５～６５重量％、典型的には約５０～６０重量％であり得る。

【0203】

最終含水量は、約２５～４０重量％、好ましくは約３０～３５重量％であり得る。

【0204】

第２のプレスステップ１０４の後、今やその溶剤の相当量が除去されたパルプスラリ層は、第３のプレス金型に移送１０５され得る。移送１０６は、移送ステップ１０３と同じ方法で、同様の機器を用いて実行され得る。その結果、パルプスラリ層の少なくとも一部が、移送中に形成され得る。

【0205】

あるいは、第２の移送工具が形成することなくパルプスラリ層を移送するように、機器は異なってもよい。

【0206】

第３のプレス金型は、本質的に第２のプレス金型として設計され得る。

【0207】

第３の金型は１対の嵌合するプレス工具を備えてもよく、そのうちの一方は多孔質製品面を有してもよく、これはパルプスラリ層と接触し、これを通じて真空引きすることができる。

【0208】

第３の金型は、多孔質製品面を呈する第１のプレス工具と、第２の製品面を呈する第２のプレス工具とを備え得る。第２の製品面は、多孔質であっても非多孔質であってもよい。あるいは、第２の製品面は、多孔質部分および非多孔質部分を呈してもよい。

【0209】

第３のプレスステップ１０６において、パルプスラリ層は、第３の金型内でプレスされ得る。パルプスラリ層はその後、第３の金型の第２のプレス工具の第２の製品面に対してプレスされ得る。この第３のプレスステップ１０６において、周りの周囲圧力よりも低い圧力が多孔質製品面の裏側に印加され、こうして多孔質製品面の裏側に真空をもたらし、工具を通じて湯気などの溶剤蒸気が引き込まれる。

【0210】

第３の金型の多孔質製品面は、０．１～１．２ｍｍ、好ましくは０．２５～１．０ｍｍの孔サイズを有する２５～５０％の多孔度を有し得る。

【0211】

しかしながら、第３のプレスステップ１０６では、第３の金型の多孔質製品面の裏面に印加される圧力は、第２のプレスステップ１０４で提供される圧力よりも高くてもよい。

【0212】

具体的には、第２のプレスステップ１０４で提供される圧力は、第３のプレスステップ１０６で提供される圧力の１～９９％、好ましくは５０～９９％、９０～９９％、９５～９９％、または９９～９９．９％であり得る。

【0213】

第３のプレスステップにおいて、第３の金型の多孔質製品面の裏側で提供される絶対圧力は、２００～９００ｍｂａｒＡ、好ましくは３００～８００ｍｂａｒＡであり得るが、常に第２のプレスステップの場合よりも高い。

【0214】

工具を通る流量は、５０から１０００ｍ３／ｈの間とすることができる。好ましくは、流量は、工具の多孔質製品面の平方メートルあたり１０００から３００００ｍ３／ｈの間とすることができる。

【0215】

第３の金型の製品面のうちの少なくとも１つは、約１００～４００℃、好ましくは１００～３００℃、１５０～４００℃、１５０～３００℃、２００～３００℃、または２００～２８０℃、および多くの場合には２４０～２８０℃に加熱され得る。典型的には、第３の金型を構成し、パルプスラリ層と接触する全ての製品面が加熱され得る。

【0216】

第３の金型の製品面の間のプレス圧は、約３９０～１５７０ｋＰａ、およびほとんどの場合には５８０～１１７０ｋＰａ程度であり得る。

【0217】

プレス圧は、０．１～４．０秒、好ましくは０．５～２．０秒の第３のプレス時間の間に印加され得る。ほとんどの設定では、０．５～１．５秒程度のプレス時間で十分であり、多くの場合、０．５～１．０秒でもよい。

【0218】

典型的には、この第３のプレスステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は、約２５～４５重量％または２５～４０重量％、好ましくは約３０～４０重量％または３０～３５重量％であり得、最終含水量は、約５重量％未満、好ましくは約１重量％未満であり得る。

【0219】

第３のプレスステップ１０６の後、今やその溶剤のほとんどが除去されたパルプスラリ層は、機械から移送１０７され得る。

【0220】

任意選択的に、こうして本質的に乾燥した製品に対して、表面処理、切断、または印刷などの追加ステップが実行されてもよい。製品はその後、包装、保管、および出荷され得る。

【0221】

第３のプレスステップ１０６、ひいてはその関連する移送ステップ１０５もまた任意選択的であることに留意されたい。したがって、直後に出力ステップ１０７が続く第２のプレスステップ１０４の後にプロセスが終了してもよい。

【0222】

したがって、第１のプレスステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は７０～９０重量％であり得、最終含水量は、２５～５０重量％、好ましくは約３０～３５重量％であり得る。

【0223】

第２のプレスステップにおいて、パルプスラリ層の初期含水量は、約２５～５０重量％、好ましくは約３０～３５重量％であり得、最終含水量は、約５重量％未満、好ましくは約１重量％未満であり得る。

【0224】

さらに、方法は、パルプスラリ層の少なくとも１つの任意選択的な洗浄ステップを備えてもよい。洗浄ステップは、移送ステップ１０３の後で第２のプレスステップ１０４の前に、および／または移送ステップ１０５の後で第３のプレスステップ１０６の前に実行され得る。

【0225】

さらに、方法は、積層物またはコーティングがパルプスラリ層またはパルプ製品に適用される少なくとも１つのステップを備えてもよい。積層物またはコーティングは、第１と第２のプレスステップの間に、または第２と第３のプレスステップの間に、または第３のプレスステップの後に適用され得る。

【0226】

提供される真空源は、加熱／プレスステップの間に生成された量の湯気を排出するのに十分な流量を提供するような、ならびにそれぞれの金型に適用される真空によって引き出される液体水を収容するような寸法でなければならないことに留意されたい。

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図2f】

【図2g】

【図3】

【国際調査報告】