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特表2024-513587セルロース製品を製造するための方法およびセルロース製品を製造するための製品成形ユニット

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-03-26

(54)【発明の名称】セルロース製品を製造するための方法およびセルロース製品を製造するための製品成形ユニット

(51)【国際特許分類】

B29C 43/34 20060101AFI20240318BHJP

【ＦＩ】

B29C43/34

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023562981

(86)(22)【出願日】2021-04-15

(85)【翻訳文提出日】2023-11-30

(86)【国際出願番号】 EP2021059811

(87)【国際公開番号】W WO2022218531

(87)【国際公開日】2022-10-20

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518330431

【氏名又は名称】パルパックアー・ベー

【氏名又は名称原語表記】ＰｕｌＰａｃＡＢ

【住所又は居所原語表記】ＡｍａｌｉａＪｏｎｓｓｏｎｓｇａｔａ１６，４２１３１ＶａｓｔｒａＦｒｏｌｕｎｄａ，Ｓｗｅｄｅｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島類

(72)【発明者】

【氏名】オーヴェラルソン

(72)【発明者】

【氏名】オレヘーグブロム

(72)【発明者】

【氏名】マーティンリュンベリ

【テーマコード（参考）】

4F204

【Ｆターム（参考）】

4F204AA01

4F204AC03

4F204AG28

4F204FA01

4F204FB01

4F204FF01

4F204FN11

4F204FN15

4F204FQ15

(57)【要約】

製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための方法。製品成形ユニットは、バッファモジュールと、１つ以上の成形型を備えたプレスモジュールとを有している。当該方法は：セルロースブランク構造体を提供し、セルロースブランク構造体をバッファモジュールに供給するステップ；セルロースブランク構造体をバッファモジュール内にバッファし、セルロースブランク構造体を、バッファモジュールからプレスモジュールに供給するステップ；セルロースブランク構造体を成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を成形圧でプレスすることにより、１つ以上の成形型においてセルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するステップを含む。セルロースブランク構造体は、第１の供給方向でバッファモジュールに連続的に供給され、第２の供給方向でバッファモジュールから間欠的に供給され、第２の供給方向は、第１の供給方向とは異なっている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

製品成形ユニット（Ｕ）においてセルロースブランク構造体（２）から非平坦なセルロース製品（１）を製造するための方法であって、前記製品成形ユニット（Ｕ）は、バッファモジュール（５）と、１つ以上の成形型（３）を備えたプレスモジュール（６）とを有しており、当該方法は：
前記セルロースブランク構造体（２）を提供し、前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）に供給するステップ；
前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）内にバッファし、前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）から前記プレスモジュール（６）に供給するステップ；
前記セルロースブランク構造体（２）を成形温度（Ｔ_Ｆ）に加熱することにより、かつ前記セルロースブランク構造体（２）を成形圧（Ｐ_Ｆ）でプレスすることにより、前記１つ以上の成形型（３）において前記セルロースブランク構造体（２）から前記セルロース製品（１）を成形するステップ；
を含む方法において、
前記セルロースブランク構造体（２）を第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）で前記バッファモジュール（５）に連続的に供給し、第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）で前記バッファモジュール（５）から間欠的に供給し、前記第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）は、前記第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）とは異なっていることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）は、前記第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）の逆、または実質的に逆である、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）は上向き方向であり、前記第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）は下向き方向である、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）から前記プレスモジュール（６）へと間欠的に供給する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

前記バッファモジュール（５）は、バッファモード（Ｍ_Ｂ）と供給モード（Ｍ_Ｆ）とで交互に動作されるように構成されており、当該方法は：前記セルロースブランク構造体（２）を、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）および前記供給モード（Ｍ_Ｆ）で連続的なインプット速度（Ｖ_Ｉ）で前記バッファモジュール（５）に供給するステップ；および前記セルロースブランク構造体（２）を、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）では、前記供給モード（Ｍ_Ｆ）における前記バッファモジュール（５）からの前記セルロースブランク構造体（２）のアウトプット速度（Ｖ_Ｏ）よりも低いアウトプット速度（Ｖ_Ｏ）で前記バッファモジュール（５）から供給するステップをさらに含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）における前記アウトプット速度（Ｖ_Ｏ）は、ゼロであり、または前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）における前記アウトプット速度（Ｖ_Ｏ）は、実質的にゼロである、請求項５記載の方法。

【請求項7】

前記バッファモジュール（５）は、入口部分（５ａ）、出口部分（５ｂ）、および前記入口部分（５ａ）と前記出口部分（５ｂ）との間のバッファ部分（５ｃ）を有していて、前記セルロースブランク構造体（２）は、前記入口部分（５ａ）と前記出口部分（５ｂ）との間の前記バッファ部分（５ｃ）にバッファ延在（Ｅ_Ｂ）を有しており、当該方法は：前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）中に前記バッファ部分（５ｃ）における前記セルロースブランク構造体（２）の前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を徐々に増大させ、前記供給モード（Ｍ_Ｆ）中に前記バッファ部分（５ｃ）における前記セルロースブランク構造体（２）の前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を徐々に減少させるステップをさらに含む、請求項５または６記載の方法。

【請求項8】

前記バッファ部分（５ｃ）はガイド部材（５ｄ）を有しており、前記ガイド部材（５ｄ）は、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）および前記供給モード（Ｍ_Ｆ）において、前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を間欠的に変化させるように構成された第１アーム区分（５ｄ_１）および第２アーム区分（５ｄ_２）を有しており、当該方法は：前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を変化させるために、前記第１アーム区分（５ｄ_１）と前記第２アーム区分（５ｄ_２）との間の角度関係（α_Ｒ）を、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）および前記供給モード（Ｍ_Ｆ）において変化させるステップをさらに含む、請求項７記載の方法。

【請求項9】

当該方法は：前記ガイド部材（５ｄ）の作動により、前記セルロースブランク構造体（２）を前記入口部分（５ａ）に連続的に供給し、前記セルロースブランク構造体（２）を前記出口部分（５ｂ）から間欠的に供給し、この場合、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）では前記ガイド部材（５ｄ）の作動中に、前記セルロースブランク構造体（２）のバッファが前記バッファ部分（５ｃ）に形成され、前記供給モード（Ｍ_Ｆ）では前記ガイド部材（５ｄ）の作動中に、前記セルロースブランク構造体（２）のバッファは、前記バッファ部分（５ｃ）から解放されるステップをさらに含む、請求項８記載の方法。

【請求項10】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記セルロースブランク構造体（２）を提供するように構成されたブランク乾式成形モジュール（４）を有していて、当該方法は：
セルロース原料（Ｒ）を提供し、前記セルロース原料（Ｒ）を前記ブランク乾式成形モジュール（４）に供給するステップ；前記ブランク乾式成形モジュール（４）において、前記セルロース原料（Ｒ）から前記セルロースブランク構造体（２）を乾式成形するステップ；および前記セルロースブランク構造体（２）を前記ブランク乾式成形モジュール（４）から前記バッファモジュール（５）に供給するステップをさらに含む、
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。

【請求項11】

前記ブランク乾式成形モジュール（４）は、ミル（４ａ）と、成形チャンバ（４ｂ）と、前記成形チャンバ（４ｂ）に接続されて配置された成形ワイヤ（４ｃ）とを有していて、当該方法は：前記ミル（４ａ）において、前記セルロース原料（Ｒ）から繊維（Ｆ）を分離し、前記分離した繊維（Ｆ）を、前記セルロースブランク構造体（２）の成形のために前記成形チャンバ（４ｂ）内で前記成形ワイヤ（４ｃ）上に分配するステップをさらに含む、請求項１０記載の方法。

【請求項12】

前記成形ワイヤ（４ｃ）は、前記成形チャンバ（４ｂ）の成形チャンバ開口（４ｅ）に接続されて配置された成形セクション（４ｄ）を有しており、当該方法は：前記セルロースブランク構造体（２）を前記成形セクション（４ｄ）上に成形するステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記成形セクション（４ｄ）は、上向きのブランク成形方向（Ｄ_Ｕ）で延在しており、当該方法は：前記セルロースブランク構造体（２）を前記成形セクション（４ｄ）上に成形し、前記成形されたセルロースブランク構造体（２）を前記成形セクション（４ｄ）から前記上向きのブランク成形方向（Ｄ_Ｕ）で前記バッファモジュール（５）に向かって搬送するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、ブランクリサイクルモジュール（７）を有しており、当該方法は：前記セルロースブランク構造体（２）の残余部分（２ａ）を前記プレスモジュール（６）から前記ブランク乾式成形モジュール（４）に供給するステップをさらに含む、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項15】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記バッファモジュール（５）の上流に配置されたバリア塗布モジュール（８）を有していて、当該方法は：前記バリア塗布モジュール（８）において前記セルロースブランク構造体（２）上にバリア組成物を塗布するステップをさらに含む、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項16】

当該方法は：前記セルロースブランク構造体（２）を１００～３００℃の範囲の成形温度（Ｔ_Ｆ）に加熱することにより、かつ前記セルロースブランク構造体（２）を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧（Ｐ_Ｆ）でプレスすることにより、前記１つ以上の成形型（３）において前記セルロースブランク構造体（２）から前記セルロース製品（１）を成形するステップをさらに含む、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。

【請求項17】

前記プレスモジュール（６）は、前記セルロースブランク構造体（２）から前記非平坦なセルロース製品（１）を成形するためのセルロース製品トグルプレスモジュールであり、当該方法は：
トグルプレス（６ａ）と前記１つ以上の成形型（３）とを有する前記セルロース製品トグルプレスモジュールを提供するステップであって、前記トグルプレス（６ａ）は、プレス方向（Ｄ_Ｐ）で可動に配置されたプレス部材（６ｄ）と、前記プレス部材（６ｄ）に接続されたトグル機構（６ｅ）と、前記トグル機構（６ｅ）に接続されたプレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）と、前記プレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）に動作可能に接続された電子制御システム（６ｈ）とを有しており、前記１つ以上の成形型はそれぞれ、前記プレス部材（６ｄ）に取り付けられた可動の第１の型部分（３ａ）と、定置の第２の型部分（３ｂ）とを有しているステップ、
前記トグルプレス（６ａ）を、主に水平方向（Ｄ_Ｈ）に配置された、前記プレス部材（６ｄ）の前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、具体的には前記水平方向（Ｄ_Ｈ）から２０度以内に配置された、前記プレス部材（６ｄ）の前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、より具体的には前記水平方向（Ｄ_Ｈ）に対して平行な前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、設置するステップ、
前記セルロースブランク構造体（２）を、離間した前記第１および第２の型部分（３ａ，３ｂ）によって画定されたプレス領域（Ａ_Ｐ）内に供給するステップ、
前記トグル機構（６ｅ）を使用して前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）で前記プレス部材（６ｄ）を駆動するように、そして前記各第１の型部分（３ａ）を前記定置の第２の成形型部分（３ｂ）に対して押し付けることにより、前記セルロースブランク構造体（２）から前記セルロース製品（１）を成形するように、前記電子制御システム（６ｈ）によって、前記プレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）の動作を制御するステップ
をさらに含む、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項18】

空気成形されたセルロースブランク構造体（２）から非平坦なセルロース製品（１）を製造するための製品成形ユニット（Ｕ）であって、前記製品成形ユニット（Ｕ）は、バッファモジュール（５）と、１つ以上の成形型（３）を備えたプレスモジュール（６）とを有しており、
前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）に供給し、前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）内にバッファし、前記セルロースブランク構造体（２）を前記バッファモジュール（５）から前記プレスモジュール（６）に供給するように適合されており、
前記製品成形ユニット（Ｕ）はさらに、前記セルロースブランク構造体（２）を成形温度（Ｔ_Ｆ）に加熱することにより、かつ前記セルロースブランク構造体（２）を成形圧（Ｐ_Ｆ）でプレスすることにより、前記１つ以上の成形型（３）において前記セルロースブランク構造体（２）から前記セルロース製品（１）を成形するように適合されている、製品成形ユニット（Ｕ）において、
前記バッファモジュール（５）は、前記セルロースブランク構造体（２）を、第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）で前記バッファモジュール（５）に連続的に供給し、前記セルロースブランク構造体（２）を第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）で前記バッファモジュール（５）から間欠的に供給し、前記第２の供給方向（Ｄ_Ｆ２）は前記第１の供給方向（Ｄ_Ｆ１）とは異なっているように構成されたブランク供給システム（Ｓ_Ｆ）を有していることを特徴とする、製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項19】

前記バッファモジュール（５）は、入口部分（５ａ）、出口部分（５ｂ）、および前記入口部分（５ａ）と前記出口部分（５ｂ）との間のバッファ部分（５ｃ）を有していて、前記セルロースブランク構造体（２）は、前記入口部分（５ａ）と前記出口部分（５ｂ）との間の前記バッファ部分（５ｃ）にバッファ延在（Ｅ_Ｂ）をもって配置されており、前記バッファ部分（５ｃ）は、バッファモード（Ｍ_Ｂ）中に前記セルロースブランク構造体（２）の前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を徐々に増大させるように、かつ供給モード（Ｍ_Ｆ）中に前記セルロースブランク構造体（２）の前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を徐々に減少させるように構成されている、請求項１８記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項20】

前記バッファ部分（５ｃ）はガイド部材（５ｄ）を有しており、前記ガイド部材（５ｄ）は、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）および前記供給モード（Ｍ_Ｆ）において、前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を間欠的に変化させるように構成された第１アーム区分（５ｄ_１）および第２アーム区分（５ｄ_２）を有しており、前記バッファ部分（５ｃ）は、前記バッファ延在（Ｅ_Ｂ）を変化させるために、前記第１アーム区分（５ｄ_１）と前記第２アーム区分（５ｄ_２）との間の角度関係（α_Ｒ）を、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）および前記供給モード（Ｍ_Ｆ）において変化させるように構成されている、請求項１９記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項21】

前記ブランク供給システム（Ｓ_Ｆ）は、前記入口部分（５ａ）に接続されてもしくは前記入口部分（５ａ）の上流に配置された、かつ／または前記出口部分（５ｂ）に接続されてもしくは前記出口部分（５ｂ）の下流に配置された少なくとも１つのブランク供給ローラ（９）を有している、請求項１９または２０記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項22】

前記バッファモジュール（５）は、前記入口部分（５ａ）の上流に配置された第１のブランク変向装置（５ｅ_１）および／または前記出口部分（５ｂ）の下流に配置された第２のブランク変向装置（５ｅ_２）を有している、請求項１９から２１までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項23】

前記ブランク供給システム（Ｓ_Ｆ）は、ガイド部材（５ｄ）の作動により、前記セルロースブランク構造体（２）を前記入口部分（５ａ）に連続的に供給し、前記セルロースブランク構造体（２）を前記出口部分（５ｂ）から間欠的に供給するように構成されていて、この場合、前記バッファモード（Ｍ_Ｂ）では前記ガイド部材（５ｄ）の作動中に、前記セルロースブランク構造体（２）のバッファが前記バッファ部分（５ｃ）に形成され、前記供給モード（Ｍ_Ｆ）では前記ガイド部材（５ｄ）の作動中に、前記セルロースブランク構造体（２）の前記バッファは、前記バッファ部分（５ｃ）から解放される、請求項１９から２２までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項24】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記セルロースブランク構造体（２）を提供するように構成されたブランク乾式成形モジュール（４）を有している、請求項１８から２３までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項25】

前記ブランク乾式成形モジュール（４）は、ミル（４ａ）と、成形チャンバ（４ｂ）と、前記成形チャンバ（４ｂ）に接続されて配置された成形ワイヤ（４ｃ）とを有しており、前記ミル（４ａ）は、セルロース原料（Ｒ）から繊維（Ｆ）を分離するように構成されており、前記成形チャンバ（４ｂ）は、前記分離された繊維（Ｆ）を、前記セルロースブランク構造体（２）の成形のために前記成形ワイヤ（４ｃ）の成形セクション（４ｄ）上に分配するように構成されている、請求項２４記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項26】

前記成形セクション（４ｄ）は、上向きのブランク成形方向（Ｄ_Ｕ）で延在している、請求項２５記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項27】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記セルロースブランク構造体（２）の残余部分（２ａ）を前記プレスモジュール（６）から前記ブランク乾式成形モジュール（４）に供給するように構成されているブランクリサイクルモジュール（７）を有している、請求項２４から２６までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項28】

前記製品成形ユニット（Ｕ）は、前記バッファモジュール（５）の上流に配置されたバリア塗布モジュール（８）を有していて、前記バリア塗布モジュール（８）は、前記セルロースブランク構造体（２）上にバリア組成物を塗布するように構成されている、請求項１８から２７までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項29】

前記１つ以上の成形型（３）は、前記セルロースブランク構造体（２）を１００～３００℃の範囲の成形温度（Ｔ_Ｆ）に加熱することにより、かつ前記セルロースブランク構造体（２）を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧（Ｐ_Ｆ）でプレスすることにより、前記セルロースブランク構造体（２）から前記セルロース製品（１）を成形するように構成されている、請求項１８から２８までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【請求項30】

前記プレスモジュール（６）は、前記セルロースブランク構造体（２）から前記非平坦なセルロース製品（１）を成形するためのセルロース製品トグルプレスモジュールであり、前記プレスモジュール（６）は：プレス方向（Ｄ_Ｐ）で可動に配置されたプレス部材（６ａ）と、前記プレス部材（６ｄ）に駆動接続されたトグル機構（６ｅ）と、前記トグル機構（６ｅ）に駆動接続されたプレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）と、前記プレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）に動作可能に接続された電子制御システム（６ｈ）とを備えたトグルプレス（６ａ）、および前記プレス部材（６ｄ）に取り付けられた可動の第１の型部分（３ａ）と、定置の第２の型部分（３ｂ）とをそれぞれ有している１つ以上の成形型（３）を有しており、前記電子制御システム（６ｈ）は、前記トグル機構（６ｅ）を使用して前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）で前記プレス部材（６ｄ）を駆動し、前記第１の型部分（３ａ）を前記定置の第２の型部分（３ｂ）に対して押し付けることにより、前記空気成形されたセルロースブランク構造体（２）から前記非平坦なセルロース製品（１）を成形するように、前記プレスアクチュエータアセンブリ（６ｆ）の動作を制御するように構成されていて、前記トグルプレス（６ａ）は、主に水平方向（Ｄ_Ｈ）に配置された、前記プレス部材（６ｄ）の前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、具体的には水平方向（Ｄ_Ｈ）から２０度以内に配置された、前記プレス部材（６ｄ）の前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、より具体的には水平方向（Ｄ_Ｈ）に対して平行な前記プレス方向（Ｄ_Ｐ）を有するように、設置されている、または設置されるように配置されている、請求項１８から２９までのいずれか１項記載の製品成形ユニット（Ｕ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体からセルロース製品を製造するための方法に関する。製品成形ユニットは、バッファモジュールとプレスモジュールとを有しており、プレスモジュールは、セルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するための１つ以上の成形型を有している。セルロース製品は、セルロースブランク構造体を成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を成形圧でプレスすることにより、１つ以上の成形型においてセルロースブランク構造体から成形される。本開示はさらに、空気成形されたセルロースブランク構造体からセルロース製品を製造するための製品成形ユニットに関する。

【0002】

背景技術
セルロース繊維は、製品を製造するための、または製品を製作するための原料として使用されることが多い。セルロース繊維から成形される製品は、持続可能な製品を有する必要性がある多くの様々な状況で使用することができる。幅広い範囲の製品をセルロース繊維から製造することができ、いくつかの例は、使い捨て可能な皿およびカップ、カトラリー、蓋、ボトルキャップ、コーヒーポッド、および包装材料である。

【0003】

成形型は、セルロース繊維原料からセルロース製品を製造する際に一般的に使用されており、従来、セルロース製品は、湿式成形される。セルロース繊維製品の湿式成形に一般的に使用される材料は、湿式成形パルプである。湿式成形パルプはバイオマテリアルから製造されており、使用後にはリサイクル可能であるので、湿式成形パルプには、持続可能な包装材料として見なされるという利点がある。その結果、湿式成形パルプは、様々な用途に対して人気が急速に高まっている。湿式成形パルプ物品は、一般に、吸引成形型を、セルロース繊維を含む液体または半液体のパルプ懸濁液またはスラリーに浸漬することによって成形され、吸引が適用されると、パルプの塊は、成形型への繊維堆積によって所望の製品の形状で形成される。湿式成形技術にはいずれも、湿った成形製品を乾燥させる必要があり、このような乾燥は生産において時間とエネルギとを極めて消費する部分である。セルロース製品の審美性、化学的および機械的特性への要求は高まっており、そして湿式成形されるセルロース製品の特性により、機械的強度、柔軟性、材料厚さの自由度、および化学的特性には制限がある。また、湿式成形プロセスでは、製品の機械的特性を高精度で制御することも困難である。

【0004】

セルロース製品の製造分野における１つの開発は、湿式成形技術を使用することのない、乾式成形プロセスにおけるセルロース繊維の成形である。液体または半液体のパルプ懸濁液またはスラリーからセルロース製品を成形する代わりに、空気成形されたセルロースブランク構造体が使用される。空気成形されたセルロースブランク構造体が成形型内に挿入され、セルロース製品の成形中に、セルロースブランク構造体には、成形型内で高い成形圧および高い成形温度がかけられる。

【0005】

製品成形ユニットは、セルロース製品を乾式成形する際に使用され、製品成形ユニットは、一般的に、成形型を備えたプレスモジュールを使用する。製品成形ユニット内には、例えば供給モジュールやバッファモジュール、およびブランク乾式成形モジュールなどの他のモジュールおよび構成要素が、プレスモジュールに接続されて配置されている。製品成形ユニットは、通常、成形型内に高い製品成形圧を確立するために必要であるので、一般的には、鋼板などの他の材料を成形するために使用される、垂直型の液圧式プレスユニットなどの高容量のプレスモジュールを使用している。ブランク成形モジュールは、一般的に、おむつ製造ユニットの成形モジュールなどの衛生産業から供給される。使用される製品成形ユニットは、使用される標準的なモジュールの形式により、および含まれるモジュールと構成要素とが多数であることにより、製造設備において大きなスペースを占める。

【0006】

他の目的のために開発された標準的なモジュールを使用することの１つの欠点は、様々な産業からの様々なモジュールを、乾式成形されたセルロースブランク構造体からセルロース製品を製造するための製品成形ユニットに統合するためには、エンジニアリング作業が必要なことである。こうしたプロジェクトは、典型的には６～１２ヶ月を要し、個々の製品成形ユニットに数人年かかる場合があり、通常は、複製やスケールアップの価値が低いカスタムメイドの産業ラインとして終わる。様々なモジュールを、別個に購入されたモジュールから成る１つの製品成形ユニットへ統合することは、多くのコンバータ（converter 加工業者）にとって、乾式成形への移行に対するハードルとなる。したがって、購入、出荷、設置、および運用の準備ができている、すべてが統合され、規格化された完全な製品成形ユニットが強く求められている。

【0007】

したがって、よりコンパクトなレイアウトと構造で、製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体からセルロース製品を製造するための改善された方法に対する、かつ空気成形されたセルロースブランク構造体からセルロース製品を製造するための製品成形ユニットに対する需要がある。

【0008】

概要
本開示の課題は、上述した問題点を回避するような、製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための方法、および空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための製品成形ユニットを提供することである。この課題は、独立請求項の特徴により少なくとも部分的に解決される。従属請求項は、製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための方法、および空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための製品成形ユニットのさらなる発展形態を含んでいる。

【0009】

本開示は、製品成形ユニットにおいて、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための方法に関する。製品成形ユニットは、バッファモジュールと、１つ以上の成形型を備えたプレスモジュールとを有している。当該方法は：セルロースブランク構造体を提供し、セルロースブランク構造体をバッファモジュールに供給するステップ；セルロースブランク構造体をバッファモジュール内にバッファし、セルロースブランク構造体を、バッファモジュールからプレスモジュールに供給するステップ；セルロースブランク構造体を成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を成形圧でプレスすることにより、１つ以上の成形型においてセルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するステップを含む。セルロースブランク構造体は、第１の供給方向でバッファモジュールに連続的に供給され、第２の供給方向でバッファモジュールから間欠的に供給され、第２の供給方向は、第１の供給方向とは異なっている。

【0010】

これらの特徴を含む利点は、供給方向が異なっていることにより、コンバータのモジュールエンジニアスキルを全くまたは殆ど必要とせずに、複数の最適なモジュールを、数ヶ月のうちに、貨物コンテナで輸送しコンバータの工場フロアに配置し接続して生産を開始することができる１つの単一のユニットまたは機械に統合することができることである。さらなる利点は、供給方向が異なることにより、製品成形ユニットのよりコンパクトなレイアウトおよび構造が可能となることである。このような構造により、効率的かつコンパクトなレイアウトのために、従来とは異なる形式でモジュールを互いに対して位置決めすることができる。さらに、統合されたモジュール設計により、製品成形ユニットの重量を、個別に購入され、カスタムメイドの工業ラインとなるように整列された個々のモジュールを有する現行のユニットの数分の一に減じることができる。機械の重量は、一般的に、購入価格に関連するので、この解決手段は、コンバータのための複数回の投資コストも下げる。投資コストが減じられることにより、プラスチック材料の代わりにセルロース原料で作られた製品への転換がより迅速になる。

【0011】

本開示の１つの態様によれば、第１の供給方向は、第２の供給方向の逆、または実質的に逆である。これにより、セルロースブランク構造体の効率的な供給が可能となり、この場合、セルロースブランク構造体は、第１の供給方向から第２の供給方向へと変向され、これらの方向は互いに逆であり、または互いに実質的に逆である。

【0012】

本開示の別の態様によれば、第１の供給方向は上向き方向であり、第２の供給方向は下向き方向である。これにより、製品成形ユニットの洗練された効率的なレイアウトが可能となり、ユニットは、コンパクトなレイアウトのために垂直方向に組み立てることができる。

【0013】

本開示のさらなる態様によれば、セルロースブランク構造体は、バッファモジュールからプレスモジュールに間欠的に供給される。間欠的な供給は、間欠的に動作するプレスモジュール内へのセルロースブランク構造体の効率的な搬送を保証している。

【0014】

本開示の１つの態様によれば、バッファモジュールは、バッファモードと供給モードとで交互に動作するように構成されている。当該方法は：セルロースブランク構造体を、バッファモードおよび供給モードで連続的なインプット速度でバッファモジュールに供給するステップ；およびセルロースブランク構造体を、バッファモードでは、供給モードにおけるバッファモジュールからのセルロースブランク構造体のアウトプット速度よりも低いアウトプット速度でバッファモジュールから供給するステップをさらに含む。連続的なインプット速度は、バッファモジュール内へのセルロースブランク構造体の安定的な搬送を保証している。バッファモードにおける相対的に低いアウトプット速度により、バッファモジュール内にセルロースブランク構造体のバッファを形成することができる。

【0015】

本開示の別の態様によれば、バッファモードにおけるアウトプット速度は、ゼロであり、またはバッファモードにおけるアウトプット速度は、実質的にゼロである。これらの速度オプションは、プレスモジュールへのセルロースブランク構造体の効率的な間欠供給を保証している。

【0016】

本開示のさらなる態様によれば、バッファモジュールは、入口部分、出口部分、および入口部分と出口部分との間のバッファ部分を有している。セルロースブランク構造体は、入口部分と出口部分との間のバッファ部分に、バッファ延在を有している。当該方法は：バッファモード中にバッファ部分におけるセルロースブランク構造体のバッファ延在を徐々に増大させ、供給モード中にバッファ部分におけるセルロースブランク構造体のバッファ延在を徐々に減少させるステップをさらに含む。バッファモジュールのこのような動作により、セルロースブランク構造体のスムーズなバッファならびにバッファモジュールからのセルロースブランク構造体のスムーズな解放が可能となっている。

【0017】

本開示の１つの態様によれば、バッファ部分は、ガイド部材を有しており、ガイド部材は、バッファモードおよび供給モードにおいて、バッファ延在を間欠的に変化させるように構成された第１アーム区分および第２アーム区分を有している。当該方法は：バッファ延在を変化させるために、第１アーム区分と第２アーム区分との間の角度関係を、バッファモードおよび供給モードにおいて変化させるステップを含む。角度関係の変化により、バッファモジュールの効率的かつコンパクトなレイアウトが保証され、アーム区分は、異なるモードにおいてバッファ延在を変化させるために使用される。

【0018】

本開示の別の態様によれば、当該方法は：ガイド部材の作動により、セルロースブランク構造体を入口部分に連続的に供給し、かつセルロースブランク構造体を出口部分から間欠的に供給するステップをさらに含む。バッファモードではガイド部材の作動中に、セルロースブランク構造体のバッファが、バッファ部分に形成される。供給モードではガイド部材の作動中に、セルロースブランク構造体のバッファは、バッファ部分から解放される。

【0019】

本開示のさらなる態様によれば、製品成形ユニットは、セルロースブランク構造体を提供するように構成されたブランク乾式成形モジュールをさらに有している。当該方法は：セルロース原料を提供し、セルロース原料をブランク乾式成形モジュールに供給するステップ；ブランク乾式成形モジュールにおいて、セルロース原料からセルロースブランク構造体を乾式成形するステップ；およびセルロースブランク構造体をブランク乾式成形モジュールからバッファモジュールに供給するステップを含む。ブランク乾式成形モジュールは、セルロースブランク構造体を予め製造する必要なしに、プレスモジュールに密接に接続した状態でセルロースブランク構造体を成形することを可能にする。製品成形ユニットのモジュール構造により、コンパクトなレイアウトを達成することができる。さらに、製品成形ユニットの動作は、セルロースブランク構造体のインライン生産のために入力材料として使用されるセルロース原料により効率的である。

【0020】

本開示の１つの態様によれば、ブランク乾式成形モジュールは、ミルと、成形チャンバと、成形チャンバに接続されて配置された成形ワイヤとを有している。当該方法は：ミルにおいて、セルロース原料から繊維を分離し、分離した繊維を、セルロースブランク構造体の成形のために成形チャンバ内で成形ワイヤ上に分配するステップをさらに含む。

【0021】

本開示の別の態様によれば、成形ワイヤは、成形チャンバの成形チャンバ開口に接続されて配置されている成形セクションを有している。当該方法は：セルロースブランク構造体を成形セクション上に成形するステップをさらに含む。

【0022】

本開示のさらなる態様によれば、成形セクションは、上向きのブランク成形方向で延在している。当該方法は、セルロースブランク構造体を成形セクション上に成形し、成形されたセルロースブランク構造体を成形セクションから上向きのブランク成形方向でバッファモジュールに向かって搬送するステップをさらに含む。従来のものとは異なる、成形セクションの上向きの延在により、バッファモジュールへの直接の搬送のためにセルロースブランク構造体を上向きの方向で成形することができるので、製品成形ユニットのコンパクトなレイアウトが可能とされている。

【0023】

本開示の１つの態様によれば、製品成形ユニットは、ブランクリサイクルモジュールを有している。当該方法は：セルロースブランク構造体の残余部分をプレスモジュールからブランク乾式成形モジュールに供給するステップをさらに含む。残余部分の供給により、セルロースブランク構造体の使用されなかった部分を再利用できることが保証されている。

【0024】

本開示の別の態様によれば、製品成形ユニットは、バッファモジュールの上流に配置されたバリア塗布モジュールを有している。当該方法は：バリア塗布モジュールにおいてセルロースブランク構造体上にバリア組成物を塗布するステップをさらに含む。バリア組成物は、セルロース製品の疎水性特性を変化させるために使用される。

【0025】

本開示のさらなる態様によれば、当該方法は：セルロースブランク構造体を１００～３００℃の範囲の成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧でプレスすることにより、１つ以上の成形型においてセルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するステップをさらに含む。これらのパラメータにより、強力な水素結合が形成されるセルロース製品の効率的な成形が提供されている。

【0026】

本開示の１つの態様によれば、プレスモジュールは、セルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を成形するためのセルロース製品トグルプレスモジュールである。当該方法は：トグルプレスと１つ以上の成形型とを有するセルロース製品トグルプレスモジュールを提供するステップであって、トグルプレスは、プレス方向で可動に配置されたプレス部材と、プレス部材に接続されたトグル機構と、トグル機構に接続されたプレスアクチュエータアセンブリと、プレスアクチュエータアセンブリに動作可能に接続された電子制御システムとを有しており、１つ以上の成形型はそれぞれ、プレス部材に取り付けられた可動の第１の型部分と、定置の第２の型部分とを有しているステップ；トグルプレスを、主に水平方向に配置された、プレス部材のプレス方向を有するように、具体的には水平方向から２０度以内に配置された、プレス部材のプレス方向を有するように、より具体的には水平方向に対して平行なプレス方向を有するように設置するステップ；セルロースブランク構造体を、離間した第１および第２の型部分によって画定されたプレス領域内に供給するステップ；トグル機構を使用してプレス方向でプレス部材を駆動するように、そして各第１の成形型部分を定置の第２の成形型部分に対して押し付けることにより、セルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するように、電子制御システムによってプレスアクチュエータアセンブリの動作を制御するステップをさらに含む。トグルプレスの向きが主に水平方向であることにより、セルロース製品成形ユニットの構成高さを低くすることができ、ブランク乾式成形モジュールからプレスモジュールへのセルロースブランク構造体の非直線的な材料流が可能となる。セルロース繊維材料の連続的なウェブは、典型的に、プレスモジュールのプレス方向に対してほぼ直角にプレスモジュールへと供給されるので、トグルプレスの主に水平な向きは、典型的には、連続的なセルロースブランク構造体の主に垂直に配置される供給流に関連する。したがって、主に水平方向に配置されたプレス部材を有する、具体的には水平方向から２０度以内に配置されたプレス部材のプレス方向を有する、より具体的には水平方向に対して平行なプレス方向を有する、セルロース製品の効率的な生産のためのコンパクトなセルロース製品成形ユニットを開発する場合に、主に水平方向に配置されたプレスモジュールが極めて有益であることは明白である。

【0027】

本開示はさらに、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を製造するための製品成形ユニットに関する。製品成形ユニットは、バッファモジュールと、１つ以上の成形型を備えたプレスモジュールとを有している。製品成形ユニットは、セルロースブランク構造体をバッファモジュールに供給し、セルロースブランク構造体をバッファモジュール内にバッファし、セルロースブランク構造体をバッファモジュールからプレスモジュールに供給するように適合されている。製品成形ユニットはさらに、セルロースブランク構造体を成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を成形圧でプレスすることにより、１つ以上の成形型においてセルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するように適合されている。バッファモジュールは、セルロースブランク構造体を、第１の供給方向でバッファモジュールに連続的に供給し、セルロースブランク構造体を第２の供給方向でバッファモジュールから間欠的に供給し、この場合、第２の供給方向は、第１の供給方向とは異なっているように構成されたブランク供給システムを有している。

【0028】

これらの特徴による利点は、供給方向が異なることにより、製品成形ユニットのよりコンパクトなレイアウトおよび構造が可能となることである。このような構造により、効率的かつコンパクトなレイアウトのために、従来とは異なる形式でモジュールを互いに対して位置決めすることができる。

【0029】

本開示の１つの態様によれば、バッファモジュールは、入口部分、出口部分、および入口部分と出口部分との間のバッファ部分を有している。セルロースブランク構造体は、入口部分と出口部分との間のバッファ部分に、バッファ延在をもって配置されている。バッファ部分は、バッファモード中にセルロースブランク構造体のバッファ延在を徐々に増大させるように、かつ供給モード中にセルロースブランク構造体のバッファ延在を徐々に減少させるように構成されている。バッファモジュールのこのような構成により、セルロースブランク構造体のスムーズなバッファならびにバッファモジュールからのセルロースブランク構造体のスムーズな解放が可能となっている。

【0030】

本開示の別の態様によれば、バッファ部分は、ガイド部材を有しており、ガイド部材は、バッファモードおよび供給モードにおいて、バッファ延在を間欠的に変化させるように構成された第１アーム区分および第２アーム区分を有している。バッファ部分は、バッファ延在を変化させるために、第１アーム区分と第２アーム区分との間の角度関係を、バッファモードおよび供給モードにおいて変化させるように構成されている。角度関係の変化により、バッファモジュールの効率的かつコンパクトなレイアウトが保証され、アーム区分は、異なるモードにおいてバッファ延在を変化させるために使用される。

【0031】

本開示のさらなる態様によれば、ブランク供給システムは、入口部分に接続されてもしくは入口部分の上流に配置された、かつ／または出口部分に接続されてもしくは出口部分の下流に配置された少なくとも１つのブランク供給ローラを有している。ブランク供給ローラは、バッファモジュール内への、かつバッファモジュールから離す方向でのセルロースブランク構造体の所望の搬送を保証するために使用される。

【0032】

本開示の１つの態様によれば、バッファモジュールは、入口部分の上流に配置された第１のブランク変向装置および／または出口部分の下流に配置された第２のブランク変向装置を有している。変向装置は、バッファモジュール内でのセルロースブランク構造体の方向を変化させるために使用され、これはバッファモジュールの設計および構造に応じて必要とされる場合がある。

【0033】

本開示の別の態様によれば、ブランク供給システムは、ガイド部材の作動により、セルロースブランク構造体を入口部分に連続的に供給し、かつセルロースブランク構造体を出口部分から間欠的に供給するように構成されている。バッファモードではガイド部材の作動中に、セルロースブランク構造体のバッファが、バッファ部分に形成される。供給モードではガイド部材の作動中に、セルロースブランク構造体のバッファは、バッファ部分から解放される。

【0034】

本開示のさらなる態様によれば、製品成形ユニットは、セルロースブランク構造体を提供するように構成されたブランク乾式成形モジュールをさらに有している。ブランク乾式成形モジュールは、セルロースブランク構造体を予め製造する必要なしに、プレスモジュールに密接に接続した状態でセルロースブランク構造体を成形することを可能にする。製品成形ユニットのモジュール構造により、コンパクトなレイアウトを達成することができる。

【0035】

本開示の１つの態様によれば、ブランク乾式成形モジュールは、ミルと、成形チャンバと、成形チャンバに接続されて配置された成形ワイヤとを有している。ミルは、セルロース原料から繊維を分離するように構成されている。成形チャンバは、分離された繊維を、セルロースブランク構造体の成形のために成形ワイヤの成形セクション上に分配するように構成されている。

【0036】

本開示の別の態様によれば、成形セクションは、上向きのブランク成形方向で延在している。従来のものとは異なる、成形セクションの上向きの延在により、バッファモジュールへの直接の搬送のためにセルロースブランク構造体を上向きの方向で成形することができるので、製品成形ユニットのコンパクトなレイアウトが可能とされている。

【0037】

本開示のさらなる態様によれば、製品成形ユニットは、セルロースブランク構造体の残余部分を、プレスモジュールからブランク乾式成形モジュールに供給するように構成されたブランクリサイクルモジュールを有している。リサイクルモジュールにより、セルロースブランク構造体の残余部分を再利用できることが保証されている。

【0038】

本開示の１つの態様によれば、製品成形ユニットは、バッファモジュールの上流に配置されたバリア塗布モジュールを有している。バリア塗布モジュールは、セルロースブランク構造体上にバリア組成物を塗布するように構成されている。バリア塗布モジュールは、セルロース製品の疎水性特性を変化させるために、セルロースブランク構造体上にバリア組成物を効率的に塗布する。

【0039】

本開示の別の態様によれば、１つ以上の成形型は、セルロースブランク構造体を１００～３００℃の範囲の成形温度に加熱することにより、かつセルロースブランク構造体を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧でプレスすることにより、セルロースブランク構造体からセルロース製品を成形するように構成されている。これらのパラメータにより、強力な水素結合が形成されるセルロース製品の効率的な成形が提供されている。

【0040】

本開示のさらなる態様によれば、プレスモジュールは、セルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を成形するためのセルロース製品トグルプレスモジュールである。プレスモジュールは：プレス方向で可動に配置されたプレス部材と、プレス部材に駆動接続されたトグル機構と、トグル機構に駆動接続されたプレスアクチュエータアセンブリと、プレスアクチュエータアセンブリに動作可能に接続された電子制御システムとを備えたトグルプレス、およびプレス部材に取り付けられた可動の第１の型部分と、定置の第２の型部分とをそれぞれ有する１つ以上の成形型を有している。電子制御システムは、トグル機構を使用してプレス方向でプレス部材を駆動し、第１の成形型部分を定置の第２の成形型部分に対して押し付けることにより、空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を成形するように、プレスアクチュエータアセンブリの動作を制御するように構成されている。トグルプレスは、主に水平方向に配置された、プレス部材のプレス方向を有するように、具体的には水平方向から２０度以内に配置された、プレス部材のプレス方向を有するように、より具体的には水平方向に対して平行なプレス方向を有するように、設置されている、または設置されるように配置されている。トグルプレスの向きが主に水平方向であることにより、セルロース製品成形ユニットの構成高さを低くすることができ、ブランク乾式成形モジュールからプレスモジュールへのセルロースブランク構造体の非直線的な材料流が可能となる。空気成形されたセルロースブランク構造体が、第１の方向、例えば上向きに送られ、次いで第２の方向、例えば下向きに送られる非直線的な材料流により、概して、よりコンパクトなセルロース製品成形ユニットの開発および製造が可能になる。セルロース繊維材料の連続的なウェブは、典型的に、プレスモジュールのプレス方向に対してほぼ直角にプレスモジュールへと供給されるので、トグルプレスの主に水平な向きは、典型的には、連続的なセルロースブランク構造体の主に垂直に配置される供給流に関連する。したがって、ブランク乾式成形モジュールからプレスモジュールへのセルロースブランク構造体の非直線的な材料流を有するコンパクトなセルロース製品成形ユニットを開発する場合に、主に水平方向に配置されたプレスモジュールが極めて有益であることが明白である。

【0041】

本開示を、添付の図面を参照しながら以下に詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1a】本開示による製品成形ユニットを概略的に示す側面図である。

【図1b】本開示による製品成形ユニットを概略的に示す斜視図である。

【図1c】本開示による製品成形ユニットを概略的に示す斜視図である。

【図1d】本開示による製品成形ユニット内におけるセルロースブランク構造体を送る経路の例示的な実施形態を概略的に示す図である。

【図1e】本開示による製品成形ユニット内におけるセルロースブランク構造体を送る経路の例示的な実施形態を概略的に示す図である。

【図2】本開示によるブランク乾式成形モジュールを概略的に示す斜視図である。

【図3】本開示によるバッファモジュールを概略的に示す斜視図である。

【図4a】本開示によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図4b】本開示によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図4c】本開示によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図4d】本開示によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図5a】本開示の代替的な実施形態によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図5b】本開示の代替的な実施形態によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図5c】本開示の代替的な実施形態によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図5d】本開示の代替的な実施形態によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図5e】本開示の代替的な実施形態によるバッファモジュールを概略的に示す側面図である。

【図6a】本開示によるプレスモジュールを概略的に示す斜視図である。

【図6b】本開示によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【図6c】本開示によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【図6d】本開示によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【図6e】本開示によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【図7a】本開示の代替的な実施形態によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【図7b】本開示の代替的な実施形態によるプレスモジュールを概略的に示す側面図である。

【0043】

例示的な実施形態の説明
本開示の様々な態様を、添付の図面につき以下に説明するが、この態様は、説明するためのものであって本開示を限定するものではなく、その際、同様の名称は同様の要素を指し、説明された態様の変化態様は、具体的に示された実施形態に限定されず、本開示の他の変化態様に適用可能である。

【0044】

当業者であれば、本明細書で説明するステップ、サービスおよび機能は、個々のハードウェア回路を使用することによって、プログラミングされたマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータと共に機能するソフトウェアを使用することによって、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用することによって、かつ／または１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を使用することによって実行され得ることを理解するだろう。また、本開示が方法に関して説明される場合、本開示は、１つ以上のプロセッサおよび１つ以上のプロセッサに結合された１つ以上のメモリにおいて実施されてもよく、この場合、１つ以上のメモリは、１つ以上のプロセッサによって実行される際に、本明細書に開示されたステップ、サービスおよび機能を実行する１つ以上のプログラムを格納することを理解されたい。

【0045】

図１ａ～図１ｃは、空気成形されたセルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を製造するための製品成形ユニットＵを概略的に示している。製品成形ユニットＵは、水平方向または平面Ｄ_Ｈおよび垂直方向Ｄ_Ｖに延在を有する。製品成形ユニットＵは、さらに後述するように、バッファモジュール５とプレスモジュール６とを有している。セルロース製品１は、製品成形ユニットＵにおいてセルロースブランク構造体２から製造される。セルロースブランク構造体２は、適切な供給源から提供され、バッファモジュール５とプレスモジュール６とに供給される。セルロース製品１の成形は、プレスモジュール６において行われる。非平坦な製品とは、ブランクまたはシートなどの平坦な製品とは異なる、三次元の広がりを有する製品を意味する。

【0046】

本開示による空気成形されたセルロースブランク構造体２とは、セルロース繊維から製造された実質的に空気成形された繊維ウェブ構造体を意味する。セルロース繊維は、適切なセルロース原料Ｒ、例えば、パルプ材料に由来するものであってよい。適切なパルプ材料は、例えば、フラッフパルプ、紙構造体、または他のセルロース繊維含有構造体である。セルロースブランク構造体２の空気成形とは、セルロースブランク構造体２を製作するためにセルロース繊維が空気成形される乾式成形プロセスにおけるセルロースブランク構造体の成形を意味する。空気成形プロセスでセルロースブランク構造体２を成形する場合、搬送媒体としての空気によってセルロース繊維を搬送して繊維ブランク構造体２となるように成形する。これは、紙または繊維構造体を成形する際にセルロース繊維の搬送媒体として水が使用される通常の製紙プロセスまたは従来の湿式成形プロセスとは異なる。空気成形プロセスでは、セルロース製品の特性を変化させるために、少量の水または他の物質が、必要に応じてセルロース繊維に添加されてよいが、成形プロセスではなお、空気が搬送媒体として使用される。セルロースブランク構造体２は、適切であるならば、空気成形されたセルロースブランク構造体２を取り囲む雰囲気中の周囲湿度に主に対応する乾燥度を有していてよい。代替的に、セルロースブランク構造体２の乾燥度は、セルロース製品１を成形する際に適切な乾燥度レベルを有するように制御することができる。

【0047】

空気成形されたセルロースブランク構造体２は、従来の空気成形プロセスで、または図１ａ～図１ｃおよび図２に示したようなブランク乾式成形モジュール４でセルロース繊維から成形されてよく、様々な方法で構成されてよい。例えば、セルロースブランク構造体２は、セルロース製品１の所望の特性に応じて、繊維が同じ起源であるかまたは代替的に２種以上のセルロース繊維の混合物を含む組成を有していてよい。セルロースブランク構造体２に使用されるセルロース繊維は、セルロース製品１の成形プロセス中に水素結合によって互いに強く結合される。さらに後述するように、セルロース繊維は、他の物質または化合物と一定量まで混合されてよい。セルロース繊維とは、天然セルロース繊維または製造されたセルロース繊維などの、あらゆるタイプのセルロース繊維を意味する。セルロースブランク構造体２は、具体的には少なくとも９５％のセルロース繊維を、またはより具体的には少なくとも９９％のセルロース繊維を含んでいてよい。

【0048】

空気成形されたセルロースブランク構造体２は、単層構造または複層構造を有していてよい。単層構造を有するセルロースブランク構造体２は、セルロース繊維を含む１つの層から形成された構造体を意味している。複層構造を有するセルロースブランク構造体２は、セルロース繊維を含む２層以上から形成された構造体を意味しており、この場合、これらの層は、同じまたは異なる組成または構造を有していてよい。

【0049】

セルロースブランク構造体２は、セルロース繊維を含む強化層を有していてよく、この強化層は、セルロースブランク構造体２の１つ以上の他の層のための支持層として配置されていてよい。強化層は、セルロースブランク構造体２の他の層よりも高い引張強度を有していてよい。これは、セルロースブランク構造体２の１つ以上の空気成形された層が、低い引張強度の組成を有する場合に、セルロース製品１の成形中にセルロースブランク構造体２が破壊されることを避けるために有効である。より高い引張強度を有する強化層は、このようにして、セルロースブランク構造体２の他の層のための支持構造体として機能する。強化層は、セルロースブランク構造体のその他の層とは異なる組成物、例えば、セルロース繊維を含む組織層、セルロース繊維を有するエアレイド構造体、またはその他の適切な層構造体であってよい。したがって、強化層は空気成形された層である必要はない。セルロースブランク構造体２は、適切であるならば、２つ以上の強化層を有していてよい。

【0050】

セルロースブランク構造体２はさらに、例えば、セルロース製品１が、飲料、食品、および他の含水物質と接触して使用される場合に、セルロース製品に液体を保持するまたは液体に耐える能力を与える１つ以上のバリア層を含んでいてよい。バリア層は、セルロースブランク構造体２のその他の層とは異なる組成物、例えば、バリア構造組織であってよい。

【0051】

セルロースブランク構造体２の１つ以上の空気成形された層は、ふわふわとした空気のような構造体であり、この構造体を形成するセルロース繊維は、互いに対して比較的ルーズに配置されている。ふわふわとしたセルロースブランク構造体２は、セルロース製品１の効率的な成形のために使用され、成形プロセス中に、セルロース繊維がセルロース製品１を効率的に成形することを可能にする。

【0052】

プレスモジュール６は、図１ａ～図１ｂおよび図６ａ～図６ｅに示したように、１つ以上の成形型３を有しており、各成形型３は、第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとを有している。対応する第１および第２の型部分は、プレスモジュール６において非平坦なセルロース製品１の成形中に互いに協働する。各第１の型部分３ａと対応する第２の型部分３ｂとは、互いに対して可動に配置されていて、第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとは、プレス方向Ｄ_Ｐで互いに対して動くように構成されている。

【0053】

図１ａ～図１ｃおよび図６ａ～図６ｅに示した実施形態では、第２の型部分３ｂは定置であり、第１の型部分３ａは、プレス方向Ｄ_Ｐで第２の型部分３ｂに対して可動であるように配置されている。図６ａ～図６ｂに両方向矢印で示されたように、第１の型部分３ａは、プレス方向Ｄ_Ｐで延在する軸線に沿った線形運動で、第２の型部分３ｂに向かって、そしてまた第２の型部分３ｂから離れるように両方向で動くように構成されている。

【0054】

代替的な実施形態では、第１の型部分３ａが定置であってよく、かつ第２の型部分３ｂが第１の型部分３ａに対して可動に配置されていてよく、または第１の型部分３ａおよび第２の型部分３ｂの両方ともが、互いに対して可動に配置されていてもよい。

【0055】

プレスモジュール６は、シングルキャビティ構造または代替的にマルチキャビティ構造であってよい。シングルキャビティプレスモジュールは、第１および第２の型部分を備えた１つだけの成形型３を有している。マルチキャビティプレスモジュールは、それぞれ協働する第１および第２の型部分を備えた２つ以上の成形型３を有している。図１ａ～図１ｂおよび図６ａに示した実施形態では、プレスモジュール６は、第１および第２の型部分を備えた複数の成形型３を有するマルチキャビティプレスモジュールとして配置されており、型部分の動きは、同時の成形動作のために適切に同期されている。図６ｂ～図６ｅに示されたプレスモジュール６の部分は、シングルキャビティ構造を、または代替的にマルチキャビティ構造の、１つの成形型３を備えた一区分を示している。以下では、プレスモジュール６を、マルチキャビティプレスモジュールに関して説明するが、本開示は、シングルキャビティプレスモジュールにも同様に適用可能である。

【0056】

本開示によるすべての実施形態について、プレス方向Ｄ_Ｐでの動きという表現は、プレス方向Ｄ_Ｐでの運動を含み、この運動は逆方向で行われてもよいことを理解されたい。この表現はさらに、型部分の線形の運動および非線形の運動の両方を含んでいてよく、この場合、成形中の運動の結果として、プレス方向Ｄ_Ｐで型部分が再配置される。

【0057】

空気成形されたセルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を製品成形ユニットＵで成形するために、まずは、セルロースブランク構造体２が、適切な供給源から提供される。セルロースブランク構造体２は、セルロース繊維から空気成形されて、ロール状にまたは積層されて配置されてよい。ロールまたは積層体を、その後、製品成形ユニットＵに接続して配置することができる。代替として、セルロースブランク構造体２は、製品成形ユニットＵのブランク乾式成形モジュール４でセルロース繊維から空気成形されて、バッファモジュール５を経由してプレスモジュール６に直接供給されてもよい。

【0058】

セルロース製品１は、セルロースブランク構造体２を１００～３００℃の範囲の成形温度Ｔ_Ｆに加熱することにより、かつセルロースブランク構造体２を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧Ｐ_Ｆでプレスすることにより、１つ以上の成形型３においてセルロースブランク構造体２から成形される。第１の型部分３ａは、図６ｂ～図６ｅに例示されるように、対応する第２の型部分３ｂとの相互作用により、非平坦なセルロース製品１を成形するように配置されている。セルロース製品１の成形中、セルロースブランク構造体２は、各成形型３内で、１～１００ＭＰａの範囲の、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧Ｐ_Ｆに、かつ１００～３００℃の範囲の成形温度Ｔ_Ｆに曝される。したがって、セルロースブランク構造体２を１００～３００℃の範囲の成形温度Ｔ_Ｆに加熱することにより、かつセルロースブランク構造体２を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧Ｐ_Ｆでプレスすることにより、各第１の型部分３ａと対応する第２の型部分３ｂとの間でセルロースブランク構造体２からセルロース製品１が成形される。セルロース製品１を成形する場合、第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとの間に配置されたセルロースブランク構造体２内のセルロース繊維間に強力な水素結合が形成される。温度レベルおよび圧力レベルは、例えば、セルロースブランク構造体２内のセルロース繊維内に、またはセルロース繊維に接続されて配置された適切なセンサによって、成形プロセス中にセルロースブランク構造体２において測定される。

【0059】

プレスモジュール６は、加熱ユニットをさらに有していてよい。加熱ユニットは、各成形型３内のセルロースブランク構造体２に成形温度Ｔ_Ｆを与えるように構成されている。加熱ユニットは、任意の適切な構造を有していてよい。加熱ユニットは、第１の型部分３ａおよび／または第２の型部分３ｂに組み込まれていてよくまたは鋳込まれていてよく、適切な加熱機器は、例えば、抵抗器素子のような電気ヒータまたは流体ヒータである。別の適切な熱源を使用することもできる。

【0060】

図６ｂに示したように、セルロースブランク構造体２が第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとの間の成形位置に配置されている場合、第１の型部分３ａは、図６ｃにおいて矢印で示されているように、プレス方向Ｄ_Ｐで第２の型部分３ｂに向かって動かされる。第１の型部分３ａが第２の型部分３ｂに向かって動かされるとき、第１の型部分３ａが第２の型部分３ｂに向かってさらに動かされて、図６ｄに示されているような、セルロースブランク構造体２に成形圧Ｐ_Ｆおよび成形温度Ｔ_Ｆがかけられる製品成形位置に達するまで、セルロースブランク構造体２は、型部分の間でますます圧縮される。各第１の型部分３ａが、対応する第２の型部分３ｂに向かって押され、これらの型部分の間にセルロースブランク構造体２が配置されている状態で、セルロース製品１の成形中、セルロース製品１を成形するための成形キャビティＣが、各第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとの間に形成される。成形圧Ｐ_Ｆおよび成形温度Ｔ_Ｆが、各成形キャビティＣ内でセルロースブランク構造体２に加えられる。セルロース製品１の成形はさらに、プレスモジュール６における縁部成形動作および切断または分離動作を含んでいてよく、この場合、縁部はセルロース製品１に成形され、セルロース製品１は、セルロース製品１の成形中にセルロースブランク構造体２から分離される。型部分には、このような動作のために、例えば縁部成形装置および切断または分離装置が配置されていてよく、もしくは代替的に、縁部は、製品の切断または分離動作で成形されてもよい。セルロース製品１がプレスモジュール６内で成形されると、第１の型部分３ａは、図６ｅにおいて示されているように、第２の型部分３ｂから離れる方向に動かされ、セルロース製品１を、例えば、エジェクタ棒または類似の装置を使用して、プレスモジュール６から取り出すことができる。

【0061】

成形圧を確立するための圧力分配エレメントＥが、各第１の型部分３ａおよび／または第２の型部分３ｂに接続されて配置されていてよい。図６ｂ～図６ｅに示された実施形態では、圧力分配エレメントＥは、第１の型部分３ａに取り付けられている。圧力分配エレメントＥは、圧力がかけられると変形し、型部分の１つに接続させて圧力分配エレメントＥを配置することにより、成形圧Ｐ_Ｆは、等化された成形圧力として形成され、この場合、成形型３内の圧力は、様々な方向に効率的に分配される。圧力分配エレメントＥは、プレス方向Ｄ_Ｐだけでなく、プレス方向Ｄ_Ｐとは異なる方向でも、例えば、プレス方向Ｄ_Ｐと、プレス方向Ｄ_Ｐに対して直交する方向との間の方向でも、成形型３内の成形圧分配を可能としている。等化された成形圧は、等方成形圧を含んでいてよい。

【0062】

第１の型部分３ａおよび／または第２の型部分３ｂは、圧力分配エレメントＥを有していてよく、圧力分配エレメントＥは、セルロース製品１の成形中に、成形キャビティＣ内のセルロースブランク構造体２に成形圧Ｐ_Ｆをかけるように構成されている。圧力分配エレメントＥは、適切な取付け手段、例えば、接着剤または機械的な固定手段によって、第１の型部分３ａおよび／または第２の型部分３ｂに取り付けられてよい。セルロース製品１の成形中、圧力分配エレメントＥは、成形キャビティＣ内のセルロースブランク構造体２に成形圧Ｐ_Ｆをかけるために変形されて、圧力分配エレメントＥの変形により、セルロース製品１が複雑な３次元形状を有していたとしても、またはセルロースブランク構造体２が可変の厚さを有していたとしても、等化された圧力分配が達成される。セルロースブランク構造体２に必要な成形圧Ｐ_Ｆをかけるために、圧力分配エレメントＥは、力または圧力がかけられると変形することができる材料から形成されていて、圧力分配エレメントＥは好適には、変形後にサイズと形状とを回復することができる弾性材料から形成されている。圧力分配エレメントＥはさらに、セルロース製品１の成形時に使用される高い成形圧Ｐ_Ｆおよび成形温度Ｔ_Ｆレベルに耐える適切な特性を有した材料から形成されていてよい。

【0063】

ある種の弾性的なまたは変形可能な材料は、高い圧力レベルに曝されたときに流体のような特性を有する。圧力分配エレメントＥがそのような材料から形成されているならば、またはそのような材料と組み合わせられているならば、成形プロセスにおいて等化された圧力分配を達成することができる。各圧力分配エレメントＥは、弾性材料の適切な構造体から形成されていてよく、一例として、圧力分配エレメントＥは、ゲル材料、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリクロロプレン、ゴム、または異なる適切な材料の組み合わせから成る構造体から形成されていてよい。

【0064】

図１ａ～図１ｃに示された製品成形ユニットＵは、バッファモジュール５とプレスモジュール６とを有している。製品成形ユニットＵは、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５に供給し、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５内にバッファし、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５からプレスモジュール６に供給するように適合されている。製品成形ユニットＵはさらに、セルロースブランク構造体２を成形温度Ｔ_Ｆに加熱することにより、かつセルロースブランク構造体２を成形圧Ｐ_Ｆでプレスすることにより、１つ以上の成形型３内でセルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を成形するために適合されている。上述したように、１つ以上の成形型３は、セルロースブランク構造体２を１００～３００℃の範囲の成形温度Ｔ_Ｆに加熱することにより、かつセルロースブランク構造体２を１～１００ＭＰａ、好ましくは４～２０ＭＰａの範囲の成形圧Ｐ_Ｆでプレスすることにより、セルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を成形するように構成されている。

【0065】

バッファモジュール５は、例えば、図１に示されているように、プレスモジュール６の上流に配置されていて、このバッファモジュール５は、セルロースブランク構造体２の供給モードを連続供給から間欠供給へと変換するという目的を有している。セルロースブランク構造体２の比較的脆い構造特性のために、セルロースブランク構造体供給源からの連続供給が適している。しかしながら、プレスモジュール６の間欠動作に起因して、セルロースブランク構造体２を破壊することなく、連続供給は、間欠供給に変換されなければならない。これを達成するために、図３、図４ａ～図４ｄおよび図５ａ～図５ｅに示されたように、バッファモジュール５は、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５に連続的に供給するように、かつセルロースブランク構造体２をバッファモジュール５から間欠的に供給するように構成されたブランク供給システムＳ_Ｆを有している。ブランク供給システムＳ_Ｆはさらに、セルロースブランク構造体２を第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給し、かつセルロースブランク構造体２を第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給し、この場合、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっているように構成されている。第１の供給方向Ｄ_Ｆ１と第２の供給方向Ｄ_Ｆ２とが異なることにより、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造およびレイアウトが可能となり、製品成形ユニットＵの様々なモジュールの互いに対する効果的かつコンパクトな位置決めが可能となる。製品成形ユニットＵの動作中、セルロースブランク構造体２はバッファモジュール５内にバッファされ、バッファモジュール５からプレスモジュール６に供給される。セルロースブランク構造体２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給され、かつ第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給される。

【0066】

特定の実施形態では、例えば、図３、図４ａ～図４ｄおよび図５ａ～図５ｅの実施形態に示されているように、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１は、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２の逆、または実質的に逆である。図示した実施形態では、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１は上向き方向であり、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は下向き方向であり、これにより製品成形ユニットＵのコンパクトかつ効率的な構造が可能となっている。

【0067】

バッファモジュール５は、図３、図４ａ～図４ｄおよび図５ａ～図５ｅに示されているように、入口部分５ａ、出口部分５ｂ、および入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃを有している。セルロースブランク構造体２は、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃに、バッファ延在Ｅ_Ｂをもって配置されている。セルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂは、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のセルロースブランク構造体２の延在長さとして測定される。バッファ部分５ｃは、バッファモードＭ_Ｂ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に増大するように、かつ供給モードＭ_Ｆ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に減少するように構成されている。

【0068】

図３、図４ａ～図４ｄおよび図５ａ～図５ｃに示した実施形態では、バッファ部分５ｃは、ガイド部材５ｄを有している。ガイド部材５ｄは、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間に配置されている。図３により詳細に示されているように、ガイド部材５ｄは、バッファモードＭ_Ｂおよび供給モードＭ_Ｆにおいてそれぞれ、バッファ延在Ｅ_Ｂを間欠的に変化させるように構成された第１アーム区分５ｄ_１および第２アーム区分５ｄ_２を有している。バッファモジュール５のアーム区分またはその他の部分は、支持プレート、ベルト、または供給中のセルロースブランク構造体２の正確な位置決めのために適した他の構造体を備えて配置されていてよく、この場合、支持プレート、ベルトまたは構造体は、アーム区分と共に動くように配置されていてよい。第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とにアクチュエータ１０が接続されており、アクチュエータ１０は、バッファ延在Ｅ_Ｂを変化させるために第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とを変位させるように配置されている。このように、図３および図４ａ～図４ｄから理解されるように、バッファ延在Ｅ_Ｂを変化させるために、バッファ部分５ｃは、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２との間の角度関係α_Ｒを、バッファモードＭ_Ｂおよび供給モードＭ_Ｆにおいて変化させるように構成されている。アクチュエータは、例えば液圧式または空気圧式のピストンアクチュエータ、または電気式アクチュエータなどの任意の適切な形式のものであってよい。

【0069】

図４ａでは、バッファモジュール５は、バッファモードＭ_Ｂが開始される開始位置に配置されている。図４ａにおける開始位置から、アクチュエータ１０は、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とを、矢印で示したように上向き方向に変位させる。図４ｂでは、セルロースブランク構造体２の長さは、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２との影響により増大し、したがって、バッファモードＭ_Ｂにおいてバッファ延在Ｅ_Ｂが増大する。第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とがさらに動かされると、バッファ延在Ｅ_Ｂは、図４ｃに示されたバッファモジュール５の終端位置までさらに増大する。第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とが終端位置に到達すると、アクチュエータ１０はその後、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とを、図４ｃに矢印で示したように下向き方向に変位させる。下向きの変位により、供給モードＭ_Ｆが開始され、供給モードＭ_Ｆでは、バッファ延在Ｅ_Ｂが減少する。図４ｄでは、セルロースブランク構造体２の長さは、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２との影響により減少する。供給モードＭ_Ｆは、第１アーム区分５ｄ_１と第２アーム区分５ｄ_２とが図４ａに示された位置に戻ると終了し、この位置では、バッファモードＭ_Ｂと供給モードＭ_Ｆとを含むバッファサイクルを、上述したのと同様に再び開始することができる。上向きおよび下向きとは、この文脈では、図示した実施形態におけるバッファモジュール５の向きに関連することに留意されたい。他の実施形態では、バッファモジュール５の向きは異なっていてよい。

【0070】

図３および図４ａ～図４ｄに示された実施形態では、ブランク供給システムＳ_Ｆは、入口部分５ａに接続されて配置されたブランク供給ローラ９と、出口部分５ｂに接続されたまたは出口部分５ｂの下流におけるブランク供給ローラ９とを有している。ブランク供給ローラ９は、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール内へと、かつバッファモジュールから離すように供給するために使用される。入口部分５ａに接続されて配置されたブランク供給ローラ９は、電気モータまたは類似のデバイスなどの図示されていない駆動源によって、好適には連続的に駆動される。出口部分５ｂに接続されて配置されたブランク供給ローラ９は、電気モータまたは類似のデバイスなどの適切な駆動源によって間欠的に駆動されて、制御システムによって制御される。ブランク供給ローラ９は好適には、セルロースブランク構造体２に係合するトラクタ供給ローラとして配置されている。他の形式のブランク供給ローラが使用されてもよい。このように、ブランク供給システムＳ_Ｆは、ガイド部材５ｄが作動される場合に、セルロースブランク構造体２を入口部分５ａに連続的に供給するように、かつセルロースブランク構造体２を出口部分５ｂから間欠的に供給するように構成されている。図４ａ～図４ｄに関連して上述したように、バッファモードＭ_Ｂではガイド部材５ｄの作動中に、セルロースブランク構造体２のバッファがバッファ部分５ｃに形成され、供給モードＭ_Ｆではガイド部材５ｄの作動中に、セルロースブランク構造体２のバッファは、バッファ部分５ｃから解放される。図３および図４ａ～図４ｄに示された実施形態では、図面から理解されるように、セルロースブランク構造体２は、供給ローラ９を備えたアセンブリを介して、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に直接接続されてバッファモジュール５に連続的に供給され、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５に直接接続されてバッファモジュール５から間欠的に供給される。

【0071】

供給ローラ９は、それぞれ、単一のローラの代わりに、間に配置されるセルロースブランク構造体２と協働するローラ対として配置されてもよい。図示されていない代替的な実施形態では、ブランク供給ローラ９は、代替的に、入口部分５ａの上流にかつ／または出口部分５ｂの下流に配置されていてよい。

【0072】

すべての実施形態に関して、セルロースブランク構造体２は、バッファモジュール５からプレスモジュール６に間欠的に供給される。バッファモジュール５は、バッファモードＭ_Ｂと供給モードＭ_Ｆとで交互に動作するように構成されている。セルロースブランク構造体２は、図４ａ～図４ｄに示されたように、バッファモードＭ_Ｂおよび供給モードＭ_Ｆで連続的なインプット速度Ｖ_Ｉでバッファモジュール５に供給される。セルロースブランク構造体２は、バッファモードＭ_Ｂでは、間欠的な供給動作のために、供給モードＭ_Ｆにおけるバッファモジュール５からのセルロースブランク構造体２のアウトプット速度Ｖ_Ｏよりも低いアウトプット速度Ｖ_Ｏでバッファモジュール５から供給される。好適には、バッファモードＭ_Ｂにおけるアウトプット速度Ｖ_Ｏは、ゼロであり、またはバッファモードＭ_Ｂにおけるアウトプット速度Ｖ_Ｏは、実質的にゼロである。

【0073】

バッファモジュール５は、入口部分５ａの上流に配置された第１のブランク変向装置５ｅ_１および／または出口部分５ｂの下流に配置された第２のブランク変向装置５ｅ_２をさらに有していてよい。

【0074】

図５ａには、バッファモジュール５の代替的な実施形態が示されており、この場合、バッファモジュールは、図３および図４ａ～図４ｄの実施形態に関連して上述したものと同様に動作される。第１のブランク変向装置５ｅ_１は入口部分５ａの上流に配置されていて、第２のブランク変向装置５ｅ_２は出口部分５ｂの下流に配置されている。各変向装置は好適には、セルロースブランク構造体２の方向を変化させるローラとして配置されている。図５ａの構造によれば、セルロースブランク構造体２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給され、その後、第１のブランク変向装置５ｅ_１において変向されて、入口部分５ａにおける供給ローラ９に供給される。セルロースブランク構造体２は、第２のブランク変向装置５ｅ_２で第２の供給方向Ｄ_Ｆ２にバッファモジュール５から間欠的に供給される。セルロースブランク構造体２は、出口部分５ｂにおける供給ローラ９から第２のブランク変向装置５ｅ_２へと供給され、そこでセルロースブランク構造体は、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２に変向される。図面から理解されるように、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造のために、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっている。供給ローラ９は、好適には、上述した実施形態と同様に駆動される。

【0075】

図５ｂには、バッファモジュール５の代替的な実施形態が示されており、この場合、バッファモジュールは、図３および図４ａ～図４ｄの実施形態に関連して上述したものと同様に動作される。第２のブランク変向装置５ｅ_２は出口部分５ｂの下流に配置されている。変向装置は好適には、セルロースブランク構造体２の方向を変化させるローラとして配置されている。図５ｂの構造によれば、セルロースブランク構造体２は、入口部分５ａにおける供給ローラ９へと第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給される。セルロースブランク構造体２は、第２のブランク変向装置５ｅ_２で第２の供給方向Ｄ_Ｆ２にバッファモジュール５から間欠的に供給される。セルロースブランク構造体２は、出口部分５ｂにおける供給ローラ９から第２のブランク変向装置５ｅ_２へと供給され、そこでセルロースブランク構造体は、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２に変向される。図面から理解されるように、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造のために、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっている。供給ローラ９は、好適には、上述した実施形態と同様に駆動される。

【0076】

図５ｃには、バッファモジュール５の代替的な実施形態が示されており、この場合、バッファモジュールは、図３および図４ａ～図４ｄの実施形態に関連して上述したものと同様に動作される。第１のブランク変向装置５ｅ_１は入口部分５ａの上流に配置されている。変向装置は好適には、セルロースブランク構造体２の方向を変化させるローラとして配置されている。図５ｃの構造によれば、セルロースブランク構造体２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給され、その後、第１のブランク変向装置５ｅ_１において変向されて、入口部分５ａにおける供給ローラ９に供給される。セルロースブランク構造体２は、出口部分５ｂに配置された供給ローラ９でバッファモジュール５から間欠的に供給される。図面から理解されるように、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造のために、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっている。供給ローラ９は、好適には、上述した実施形態と同様に駆動される。

【0077】

図５ｄには、バッファモジュール５のさらなる代替的な実施形態が示されている。この実施形態では、バッファモジュール５はガイド部材なしで配置されている。バッファモジュール５は、入口部分５ａ、出口部分５ｂ、および入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃを有している。セルロースブランク構造体２は、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃに、バッファ延在Ｅ_Ｂをもって配置されている。セルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂは、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のセルロースブランク構造体２の延在長さとして測定される。バッファ部分５ｃは、バッファモードＭ_Ｂ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に増大するように、かつ供給モードＭ_Ｆ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に減少するように構成されている。バッファモジュール５は、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５に連続的に供給するように、かつセルロースブランク構造体２をバッファモジュール５から間欠的に供給するように構成されたブランク供給システムＳ_Ｆを有している。上述したものと同様に、ブランク供給システムＳ_Ｆはさらに、セルロースブランク構造体２を第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給し、セルロースブランク構造体２を第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給し、この場合、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっているように構成されている。

【0078】

【0079】

図５ｅには、バッファモジュール５のさらなる代替的な実施形態が示されている。バッファモジュール５は、入口部分５ａ、出口部分５ｂ、および入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃを有している。セルロースブランク構造体２は、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のバッファ部分５ｃに、バッファ延在Ｅ_Ｂをもって配置されている。セルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂは、入口部分５ａと出口部分５ｂとの間のセルロースブランク構造体２の延在長さとして測定される。バッファ部分５ｃは、バッファモードＭ_Ｂ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に増大するように、かつ供給モードＭ_Ｆ中にセルロースブランク構造体２のバッファ延在Ｅ_Ｂが徐々に減少するように構成されている。バッファモジュール５は、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール５に連続的に供給するように、かつセルロースブランク構造体２をバッファモジュール５から間欠的に供給するように構成されたブランク供給システムＳ_Ｆを有している。上述したものと同様に、ブランク供給システムＳ_Ｆはさらに、セルロースブランク構造体２を第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給し、セルロースブランク構造体２を第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給し、この場合、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２は、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１とは異なっているように構成されている。

【0080】

図５ｄに示された実施形態では、ブランク供給システムＳ_Ｆは、入口部分５ａに接続されて配置されたブランク供給ローラ９と、出口部分５ｂに接続されたブランク供給ローラ９とを有している。ブランク供給ローラ９は、セルロースブランク構造体２をバッファモジュール内へと、かつバッファモジュールから離すように供給するために使用される。入口部分５ａに接続されて配置されたブランク供給ローラ９は、電気モータまたは類似のデバイスなどの図示されていない駆動源によって、好適には連続的に駆動される。出口部分５ｂに接続されて配置されたブランク供給ローラ９は、電気モータまたは類似のデバイスなどの適切な駆動源によって間欠的に駆動されて、制御システムによって制御される。このように、ブランク供給システムＳ_Ｆは、供給ローラ９の作動により、セルロースブランク構造体２を入口部分５ａに連続的に供給するように、かつセルロースブランク構造体２を出口部分５ｂから間欠的に供給するように構成されている。バッファモードＭ_Ｂでは供給ローラ９の作動中に、セルロースブランク構造体２のバッファが、バッファ部分５ｃに形成され、供給モードＭ_Ｆでは供給ローラ９の作動中に、セルロースブランク構造体２のバッファは、バッファ部分５ｃから解放される。図５ｅの実施形態のブランク供給システムＳ_Ｆはさらに、バッファ部分５ｃにおいてセルロースブランク構造体２をバッファするように構成された中間ローラ１１を有している。２つの下方の中間ローラ１１は、バッファアクチュエータ１２上に配置されていて、このバッファアクチュエータは、上方の中間ローラ１１に向かってかつ上方の中間ローラ１１から離れるように動かされるように配置されている。バッファ中、バッファアクチュエータ１２は、上方の中間ローラ１１から離れるように動かされている。セルロースブランク構造体２を解放するときには、バッファアクチュエータ１２は、上方の中間ローラ１１に向かって動かされる。このようにして、バッファ延在Ｅ_Ｂを変化させることができる。バッファアクチュエータは、例えば線形アクチュエータまたは類似のデバイスなどの適切な変位手段によって変位させられてよい。図５ｄに示した実施形態では、セルロースブランク構造体２は、供給ローラ９と中間ローラ１１とを備えたアセンブリを介して第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給され、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給される。供給ローラ９と中間ローラ１１とは、それぞれ代替的に、単一のローラの代わりに、間に配置されるセルロースブランク構造体２と協働するローラ対として配置されてもよい。上方および下方とは、この文脈では、図示した実施形態におけるバッファモジュール５の向きに関連することに留意されたい。他の実施形態では、バッファモジュール５の向きは異なっていてよい。

【0081】

異なる実施形態では、バッファモジュール５は、バッファモジュールにおいてセルロースブランク構造体２を測定し制御するために、センサおよびフィードバックシステムをさらに有していてよい。定置のまたは可動の支持プレート、ベルト、または他の適切な構造体が、バッファモジュール５において、供給中のセルロースブランク構造体２の正確な位置決めのために使用されてよい。

【0082】

プレスモジュール６は、例えば図６ａに示されている。図示した実施形態では、プレスモジュール６は、セルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を成形するためのセルロース製品トグルプレスモジュールである。セルロース製品トグルプレスモジュールは、図１ａ～図１ｂおよび図６ａ～図６ｅに示したように、１つ以上の成形型３を有しており、各成形型３は、第１の型部分３ａと第２の型部分３ｂとを有している。

【0083】

プレスモジュール６は、トグルプレス６ａと１つ以上の成形型３とを有している。トグルプレス６ａは、前側構造体６ｂと、後側構造体６ｃと、プレス方向Ｄ_Ｐで可動に配置されたプレス部材６ｄとを有している。トグル機構６ｅは、プレス部材６ｄに駆動接続されている。プレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、トグル機構６ｅに駆動接続されていて、電子制御システム６ｈは、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆ、および１つ以上の成形型３に動作可能に接続されている。１つ以上の成形型３は、プレス部材６ｄに取り付けられた可動の第１の成形型部分３ａと、定置の第２の成形型部分３ｂとを有している。電子制御システム６ｈは、上述したようにトグル機構６ｅを使用してプレス方向Ｄ_Ｐでプレス部材６ｄを駆動し、第１の成形型部分３ａを定置の第２の成形型部分３ｂに対して押し付けることにより、セルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を成形するように、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆの動作を制御するように構成されている。トグルプレス６ａは、主に水平方向Ｄ_Ｈに配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、具体的には水平方向Ｄ_Ｈから２０度以内に配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、より具体的には水平方向Ｄ_Ｈに対して平行なプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、設置されている、または設置されるように配置されている。

【0084】

プレス部材６ｄは、前側構造体６ｂと後側構造体６ｃとの間に配置されている。トグル機構６ｅは、後側構造体６ｃとプレス部材６ｄとに接続されている。プレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、トグル機構６ｅに接続されていて、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、トグル機構６ｅを使用してプレス部材６ｄをプレス方向Ｄ_Ｐで前側構造体６ｂに向かって駆動するように構成されている。プレスアクチュエータアセンブリ６ｆはさらに、１つ以上の成形型３内でセルロース製品１が成形されると、トグル機構６ｅを使用してプレス部材６ｄを前側構造体６ｂから離れるように駆動するように構成されている。トグルプレス６ａはさらに、プレス力表示アセンブリ６ｇと、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆおよびプレス力表示アセンブリ６ｇに動作可能に接続されている電子制御システム６ｈとを有している。電子制御システム６ｈは、プレス部材６ｄの動作を制御するように構成されている。１つ以上の成形型３はそれぞれ、プレス部材６ｄに取り付けられた第１の型部分３ａと、前側構造体６ｂに取り付けられた第２の型部分３ｂとを有している。第１および第２の型部分３ａ，３ｂは、押し付け合わされるときに、セルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を共に成形するように構成されている。

【0085】

セルロース製品１を成形する場合、図６ｂに例示されたように離隔されているときに第１の型部分３ａと第２の型部分とによって画定されるプレス領域Ａ_Ｐ内にセルロースブランク構造体２が供給される。プレスアクチュエータアセンブリ６ｆの動作は、トグル機構６ｅを使用してプレス部材６ｄをプレス方向Ｄ_Ｐで前側構造体６ｂに向かって駆動するように、電子制御システム６ｈによって制御される。このようにして、第１の型部分３ａおよび第２の型部分３ｂのそれぞれは、押し付け合わされるときに、セルロースブランク構造体２から非平坦なセルロース製品１を共に成形する。

【0086】

プレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、例えば、シリンダ・ピストンアクチュエータのような単一のまたは複数の液圧式または空気圧式の線形アクチュエータを含んでいてよい。代替的に、回転する出力軸を備えるモータ、例えば、電気モータ、液圧式モータまたは空気圧式モータが、機械式アクチュエータを駆動するために使用されてもよく、またはプレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、回転・線形変換装置を介してトグル機構６ｅに駆動接続された高トルク電気モータを含んでいてもよい。

【0087】

可動の第１の型部分３ａは、プレス部材６ｄに直接的または間接的に取り付けられてよい。これは、例えば、可動の第１の型部分３ａとプレス部材６ｄとの間に配置された中間部材、例えば、プレス力を検出するためのロードセル等があってもよいことを意味する。定置の第２の型部分３ｂは、典型的には、プレス作動中は静止しているが、しかしそれにもかかわらず、連続したプレス作動の間の期間において、プレス方向Ｄ_Ｐで調節可能であってもよい。図示した実施形態では、トグルプレス６ａは、前側構造体６ｂおよび後側構造体６ｃを有し、トグル機構６ｅは、後側構造体６ｃにも接続されており、定置の第２の型部分３ｂは前側構造体６ｂに取り付けられている。定置の第２の型部分３ｂは、前側構造体６ｂに直接的または間接的に取り付けられてよい。これは、例えば、定置の第２の型部分３ｂと前側構造体６ｂとの間に配置された中間部材、例えば、プレス力を検出するためのロードセル等があってもよいことを意味する。

【0088】

前側構造体６ｂおよび後側構造体６ｃは、プレス作動中に前側構造体と後側構造体とが互いに分離しないことを保証するために、何らかの構造的に剛性の構造によって相互接続されなければならない２つの剛性の構造的に関連する部分を表している。前側構造体および後側構造体は、プレスモジュール６の特定の設計に応じて多くの異なる形状を有していてよい。例えば、前側構造体および後側構造体は、プレートのような形状、特に矩形のプレートのような形状を有していてよく、これにより、費用対効果の高い製造が可能となり、かつプレート形状の前側構造体および後側構造体の角隅領域を、前側構造体６ｂと、後側構造体６ｃと、前側構造体６ｂを後側構造体６ｃに接続する中間的なフレーム構造体とによって画定される共通の剛性のフレーム構造体への取付けのために利用することが可能となる。いくつかの例示的な実施形態では、トグルプレス６ａは、前側構造体６ｂと、後側構造体６ｃと、前側構造体６ｂを後側構造体６ｃに接続する中間的な線形ガイドアセンブリ６ｉとによって画定される剛性のフレーム構造体を有する。プレス部材６は、線形ガイドアセンブリ６ｉに可動に取り付けられていて、プレス方向Ｄ_Ｐで可動である。剛性のフレーム構造体は、プレスモジュール６の所望の高さと角度傾斜とを提供するために、下にある支持フレーム６ｊに配置されていてもよい。

【0089】

トグルプレス６ａの費用対効果が高くかつ強固なフレーム構造を可能にするために、中間的な線形ガイドアセンブリ６ｉは、４つのタイバーを有していてよく、これらのタイバーはプレート形状の前側構造体６ｂおよび後側構造体６ｃの各角隅領域に配置されている。タイバーは、例えば円筒状であって、前述のタイバーを収容するために、プレート形状の前側構造体６ｂおよび後側構造体６ｃの角隅領域には、対応する円筒状の孔が設けられていてよい。プレス部材６ｄは、任意の構造的な形状を有していてよい。しかしながら、いくつかの例示的な実施形態では、プレス部材も、少なくとも部分的にプレートのような形状、特に矩形のプレートのような形状を有しており、これにより、費用対効果の高い製造が可能となり、かつプレート形状のプレス部材６ｄの角隅領域を、中間的な線形ガイドアセンブリ６ｉへの取付けのために利用することが可能となる。したがって、いくつかの例示的な実施形態では、トグルプレス６ａは、３プラテンプレスと称されてよい。

【0090】

トグルプレス６ａは、主に水平方向Ｄ_Ｈに配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、具体的には水平方向Ｄ_Ｈから２０度以内に配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、より具体的には水平方向Ｄ_Ｈに対して平行なプレス方向Ｄ_Ｐを有するように、設置されている、または設置されるように配置されている。

【0091】

図１ａ～図１ｃおよび図６ａに示された実施形態では、トグルプレス６ａは、水平方向Ｄ_Ｈに配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように設置されている。図７ａ～図７ｂに示された実施形態では、トグルプレス６ａは、低い構成高さを有する製品成形ユニットＵの全体的にコンパクトな設計を可能にする僅かに傾斜した状態で設置されている。図７ａ～図７ｂに示された実施形態では、トグルプレス６ａは、０～２０度の範囲の設置角度αを有するように配置された、プレス部材６ｄのプレス方向Ｄ_Ｐを有するように設置されており、この場合、前述の設置角度αは、図示したように、プレス方向Ｄ_Ｐと水平方向Ｄ_Ｈとによって規定される。

【0092】

いくつかの例示的な実施形態では、トグルプレス６ａは、主に垂直方向の供給方向Ｄ_Ｆで１つ以上の成形型３内にセルロースブランク構造体２を供給するための供給装置６ｋをさらに有している。この供給装置６ｋは、セルロースブランク構造体２をプレス領域Ａ_Ｐ内に供給するように、具体的にはセルロースブランク構造体２を垂直方向Ｄ_Ｖから２０度未満の供給角度βで下向きにプレス領域Ａ_Ｐ内へと供給するように、より具体的には、空気成形されたセルロースブランク構造体を垂直に下向きにプレス領域Ａ_Ｐ内へと供給するように、配置されている。供給角度βは、図７ａ～図７ｂに概略的に示されている。

【0093】

上述したように、「主に水平方向」および「主に水平に」とは、垂直方向よりも、より水平方向に配置されている方向を意味する。「主に垂直方向」および「主に垂直に」とは、水平方向よりも、より垂直方向に配置されている方向を意味する。

【0094】

トグルプレス６ａのトグル機構６ｅは、多種多様な設計および実装形態を有していてよい。トグル機構６ｅの基本的な要件は、プレス力の増幅を発生させることであり、これにより、プレス力の観点で、比較的低コストおよび低容量のプレスアクチュエータアセンブリ６ｆの使用が可能となる。プレス力の増幅は、プレスモジュールのプレス速度を対応させて低下させることにより達成される。したがって、トグル機構６ｅは、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆの力／速度と比較して、プレス力を増幅させ／プレス速度を減速させる。

【0095】

概して、図６ａの例示的な実施形態を参照すると、トグル機構６ｅはリンク部材を有していて、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆは、プレスアクチュエータアセンブリ６ｆの作動の結果、プレス部材６ｄが運動するように、リンク部材に直接的に駆動接続されている、または間接的に駆動接続されている。

【0096】

空気成形されたセルロースブランク構造体から非平坦なセルロース製品を成形するためにトグルプレスモジュールを使用することには、従来の大型の線形液圧プレスの使用を上回る多くの利点、例えば低コスト、低重量、高速のサイクル動作、およびコンパクトであるといった利点がある。プレス力表示アセンブリ６ｇから受け取った、プレス力を示すフィードバック情報に基づいてプレスアクチュエータアセンブリ６ｆの動作を制御するように構成されている電子制御システム６ｈを有していることにより、トグルプレスモジュールは、従来の線形液圧プレスの有利な代替物となる。

【0097】

製品成形ユニットＵは、図１ａ～図１ｃおよび図２に示されたように、セルロース原料Ｒからセルロースブランク構造体２を成形するように構成されたブランク乾式成形モジュール４をさらに有していてよい。セルロース原料Ｒは、適切な供給源から提供され、セルロース原料Ｒは、ブランク乾式成形モジュール４へと供給される。セルロースブランク構造体２は、セルロース原料Ｒから、ブランク乾式成形モジュール４内で乾式成形されて、その後、このセルロースブランク構造体２は、ブランク乾式成形モジュール４からバッファモジュール５へと供給される。ブランク乾式成形モジュール４は、ミル４ａと、成形チャンバ４ｂと、成形チャンバ４ｂに接続されて配置された成形ワイヤ４ｃとを有している。セルロース原料Ｒの繊維Ｆは、ミル４ａでセルロース原料Ｒから分離され、分離された繊維Ｆは、セルロースブランク構造体２の成形のために成形チャンバ４ｂ内で成形ワイヤ４ｃ上に分配される。ミル４ａは、セルロース原料Ｒからセルロース繊維Ｆを分離するために構成されていて、成形チャンバ４ｂは、分離された繊維Ｆを、セルロースブランク構造体２を成形するために成形ワイヤ４ｃの成形セクション４ｄ上に分配するように構成されている。成形セクション４ｄは、成形チャンバ４ｂの成形チャンバ開口４ｅに接続されて配置されている。図示した実施形態では、成形セクション４ｄは、上向きのブランク成形方向Ｄ_Ｕで延在している。セルロースブランク構造体２は、成形セクション４ｄ上に成形されて、成形セクション４ｄから、上向きのブランク成形方向Ｄ_Ｕでバッファモジュール５に向かって搬送される。上向きのブランク成形方向Ｄ_Ｕは、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造およびレイアウトのために役立ち、製品成形ユニットＵの様々なモジュールの、互いに対する効率的な位置決めを可能にする。セルロースブランク構造体２が成形セクション４ｄ上に成形された後、成形されたセルロースブランク構造体２は、成形セクション４ｄから上向きのブランク成形方向Ｄ_Ｕでバッファモジュール５に向かって搬送される。

【0098】

ミル４ａは、セルロース原料Ｒから繊維Ｆを分離して、分離された繊維Ｆを成形チャンバ４ｂ内に分配している。使用されるパルプ構造体２０は、例えば、フラッフパルプ、紙構造体、または他の適切なセルロース繊維含有構造体のベイル、シートまたはロールであってよく、これらはミル４ａに供給される。ミル４ａは、例えば、ハンマーミル、ディスクミル、鋸歯ミル、または他の種類のパルプ解繊機等の任意の従来の形式のものであってよい。パルプ構造体２０は、入口開口からミル４ａ内に供給され、分離された繊維Ｆは、成形チャンバ４ｂに接続されて配置された、ミル４ａの出口開口を通って成形チャンバ４ｂへと分配される。

【0099】

成形チャンバ４ｂは、分離された繊維を、セルロースブランク構造体２を成形するために、成形ワイヤ４ｃ上に分配するように配置されている。成形チャンバ４ｂは、成形ワイヤ４ｃに接続されたフード構造体または区画として配置されている。成形チャンバ４ｂは、分離された繊維Ｆが、ミル４ａから成形ワイヤ４ｃへと分配される容積を取り囲んでいる。繊維は、ミル４ａによって発生させられた空気流によって分配され、この空気流は、成形チャンバ４ｂ内の繊維を、ミル４ａから成形ワイヤ４ｃへと搬送する。

【0100】

成形ワイヤ４ｃは、任意の適切な従来の形式のものであってよく、図２から理解されるように、無端ベルト構造として形成されていてよい。成形チャンバ４ｂ内の空気流を制御し、分離された繊維Ｆを成形ワイヤ４ｃ上へ分配するために、真空ボックス４ｆが、成形ワイヤ４ｃおよび成形チャンバ４ｂに接続されて配置されてよい。

【0101】

図１ａ～図１ｃおよび図２に示された実施形態のブランク乾式成形モジュール４は、ミル４ａから成形チャンバ４ｂを通って成形ワイヤ４ｃへと向かう、繊維の水平分配方向を有する。したがって、空気の水平方向流が、繊維をミル４ａから成形セクション４ｄへと供給し、この点は、空気の垂直方向流を用いる従来の乾式成形システムとは異なっている。成形チャンバ４ｂの内側の空気流による繊維搬送距離の長さは、乱流を最小限に抑えかつ／またはセルロース繊維の均一な流れを生じさせるのに十分な長さでなければならない。したがって、ブランク成形モジュール４の長さは、そのために、空気流による繊維搬送距離に依存している。上向きのブランク成形方向Ｄ_Ｕは、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造およびレイアウトを可能にしていて、従来の手段と比較して、製品成形ユニットＵの長さを減じている。さらに、ブランク乾式成形ユニット４が工場の床レベルに配置されていることにより、高さを上げる床構造またはプラットフォームを追加することなく、ミル４ａのメンテナンスのためのアクセスが工場の床レベルから可能になる。このような配置と空気の水平方向流とによって、垂直方向の空気流を使用する従来の手段と比較して製品成形ユニットＵの高さを低くすることができる。

【0102】

例えば、ウェブ成形ホイールなどのその他の適切な形式のブランク乾式成形モジュールが使用されてもよい。

【0103】

製品成形ユニットＵは、図１ａ～図１ｂに示されているように、バッファモジュール５の上流に配置されたバリア塗布モジュール８をさらに有していてよい。バリア塗布モジュール８は、１つ以上の成形型３でセルロース製品１を成形する前に、セルロースブランク構造体２上にバリア組成物を塗布するように構成されている。

【0104】

セルロース製品１の１つの好ましい特性は、例えば、セルロース製品が、飲料、食品、および他の含水物質と接触して使用される場合のように、液体を保持するまたは液体に耐える能力である。バリア組成物は、セルロース製品を製造する際に使用される１種以上の添加剤、例えばＡＫＤまたはラテックス、または他の適切なバリア組成物であってよい。他の適切なバリア組成物は、ＡＫＤおよびラテックスの組み合わせであり、この場合、試験によれば、セルロース製品１を成形する際に、空気成形されたセルロースブランク構造体２に添加されたＡＫＤおよびラテックスの組み合わせにより、固有の製品特性が達成され得ることが示されている。ＡＫＤおよびラテックスの組み合わせを使用する場合、高レベルの疎水性を達成することができ、その結果、セルロース製品１の機械的特性に悪影響を及ぼすことなく、水などの液体に耐える高い能力を有するセルロース製品１が得られる。

【0105】

バリア塗布モジュール８は、フード構造体としてセルロースブランク構造体２に接続されて配置されていてよく、このフード構造体は、バリア組成物をセルロースブランク構造体２に連続的または間欠的に噴霧するスプレーノズルを有している。このようにして、バリア組成物は、バリア塗布モジュール８においてセルロースブランク構造体２に塗布される。バリア組成物は、セルロースブランク構造体の片面にのみ、または代替的に両面に塗布されてよい。バリア組成物はさらに、セルロースブランク構造体２の表面全体にわたって塗布されてよく、もしくはセルロースブランク構造体２の表面の一部にのみまたはいくつかの区分にのみ塗布されてよい。バリア塗布モジュールのフード構造体は、バリア組成物が周囲の環境に飛び散ることを阻止している。バリア構造体を塗布するための他の塗布技術には、例えば、スロットコーティングおよび／またはスクリーン印刷が含まれてよい。

【0106】

明確にするために、図１ａ～図１ｃの例示的な実施形態のセルロースブランク構造体２の供給経路および供給方向が、図１ｄに概略的に示されており、セルロース製品圧縮成形プロセスの従来の直線的な水平方向の経路と比較した場合、最初に主に上向き、次いで主に水平、次いで主に下向きにセルロースブランク構造体２を送ることによって可能になる製品成形ユニットＵのコンパクトな構成およびレイアウトが明瞭に理解可能である。

【0107】

代替的に、図１ｅに概略的に示されたように、ブランク乾式成形モジュール４は、セルロースブランク構造体２を上向きに、次いで主に水平に、続いて主に下向きにプレスモジュール６に送り込む前に、セルロースブランク構造体２の、主に水平方向に向けられた供給経路および供給方向を有するように、成形チャンバ開口４ｅの領域において主に水平方向に向けられた成形ワイヤ４ｃを有するように配置されていてもよい。製品成形ユニットＵのこのようなレイアウトも、コンパクトな製品成形ユニットＵを提供するために利用されてよい。

【0108】

図１ｄ～図１ｅを参照すると、ブランクリサイクルモジュール７を考慮しない場合、ブランク乾式成形モジュール４は、典型的には供給経路の開始部をなし、プレスモジュール６は、典型的には供給経路の終了部をなす。バッファモジュール５およびバリア塗布モジュール８などの他のモジュールは、乾式成形モジュール４とプレスモジュール６との間の、乾式成形モジュール４の下流かつプレスモジュール６の上流の適切な位置に配置されており、必ずしも図１ａ～図１ｃの実施形態の例示的な位置に配置されているわけではない。

【0109】

プレスモジュール６を通過する間にセルロースブランク構造体を主に下向きに送ることは、セルロースブランク構造体２の簡単な供給、および成形プロセス完了後の、プレスモジュール６を離れるときのセルロース製品１の簡単な取出しという点で有益である。

【0110】

特に、バッファモジュール５からプレスモジュール６へのセルロースブランク構造体２の高速の間欠的な供給は、セルロースブランク構造体２の損傷、またはセルロースブランク構造体２の特性、例えばセルロースブランク構造体２の厚さの変化なしには、実施が困難であり得る。しかしながら、トグルプレスを主に水平方向Ｄ_Ｈに配置し、セルロースブランク構造体を主に下向きにプレスモジュール６に供給することにより、重力によってこの供給プロセスが支援され、これにより、連続的なセルロースブランク構造体２をプレスモジュール６のプレス領域Ａ_Ｐに供給するために供給装置によって加えるべき必要な力はより少なくて済み、それによりセルロースブランク構造体２の損傷および／または特性の変化のリスクが低減される。

【0111】

さらに、成形プロセス完了後の、完成して排出されたセルロース製品１の取出しも、成形型３を通るセルロースブランク構造体２の主に垂直方向の送りによって簡単になり得る。なぜなら、この場合も、重力が、完成して排出されたセルロース製品１の成形型３からの取出し、およびその後の貯蔵チャンバ、またはコンベヤベルト等への搬送を支援し、簡単にすることができるからである。

【0112】

さらに、図１ａ～図１ｃに示された実施形態では、製品成形ユニットＵは、セルロース繊維をリサイクルするためのブランクリサイクルモジュール７を有している。ブランクリサイクルモジュール７は、セルロース製品１の成形後にセルロースブランク構造体２の残余部分２ａを、プレスモジュール６からブランク乾式成形モジュール４に戻し供給するように構成されている。ブランクリサイクルモジュール７は、残余セルロースブランク繊維材料をプレスモジュール６からミル４ａに搬送するように配置されている。成形型３においてセルロース製品１を成形した後、セルロースブランク繊維材料を含むセルロースブランク構造体の残余部分２ａが生じ得る。ブランクリサイクルモジュール７によって、残余セルロース繊維または残っているセルロース繊維を再循環させて、セルロース原料からの繊維と一緒に新しいセルロースブランク構造体２を形成するために再利用することができる。図１ａ～図１ｃには、ブランクリサイクルモジュール７の例示的な実施形態が概略的に示されている。ブランクリサイクルモジュール７は、供給ベルト、コンベヤ構造体、または残余部分２ａを成形型３からミル４ａに搬送するための他の適切な手段などの供給構造体７ａを含む。ミル４ａは、残余材料のための別個の入口開口を備えて配置されてよく、この入口開口から、セルロースブランク構造体２の残余部分２ａは、ミル４ａ内へと供給される。

【0113】

図示されていない実施形態では、上述した構成ではなく、ブランクリサイクルモジュール７は、成形型３に接続されて配置された入口部分２８を備えるチャネル構造を有していてよく、セルロースブランク構造体の残余部分２ａは、ミル４ａへのさらなる搬送のためにこの入口部分内に吸い込まれてよい。チャネル構造は、さらに、適切に組み合わされたミルおよびファンユニットを備えて配置されていてもよく、このユニットが、残余材料を少なくとも部分的に分離するために使用されてから、ミル４ａに接続された出口部分へのさらなる搬送が行われる。

【0114】

製品成形ユニットＵは、異なるモード間でセルロースブランク構造体を連続的にまたは間欠的に供給するための搬送または供給装置をさらに有していてよい。搬送装置は、コンベヤベルト、真空ベルト、または効率的な搬送のための類似の装置として配置されていてよい。いくつかの例示的な実施形態によれば、供給装置には、細長い真空ベルトフィーダ、細長いトラクターベルトフィーダ等が含まれてよい。

【0115】

バッファモジュール５を有している製品成形ユニットＵであって、セルロースブランク構造体２が第１の供給方向Ｄ_Ｆ１でバッファモジュール５に連続的に供給され、第２の供給方向Ｄ_Ｆ２でバッファモジュール５から間欠的に供給され、第１の供給方向Ｄ_Ｆ１と第２の供給方向Ｄ_Ｆ２とは異なっている製品成形ユニットＵによって、製品成形ユニットＵのコンパクトな構造が可能となる。供給方向が異なっていることにより、複数のモジュールを、貨物コンテナで輸送可能な１つの単一の製品成形ユニットＵに統合することができ、コンバータの工場フロアに簡単に配置することができる。供給方向が異なることにより、製品成形ユニットのよりコンパクトなレイアウトおよび構造が可能となり、図面から理解されるように、モジュールを、水平方向および垂直方向の両方で、互いに対して効率的に配置することができる。

【0116】

本開示を、特定の実施形態につき上記に提示した。しかしながら、上記に説明したものとは別の実施形態も可能であり、本開示の範囲内にある。ハードウェアまたはソフトウェアによって方法を実施する、上記で説明したものとは異なる方法ステップが、本開示の範囲内で提供されてもよい。したがって、例示的な実施形態によれば、制御システムの１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供され、この１つ以上のプログラムは、上述した実施形態のいずれか１つによる方法を実行するための命令を含んでいる。代替的に、別の例示的な実施形態によれば、クラウドコンピューティングシステムを、本明細書で提示された方法の態様のいずれかを実行するように構成することができる。クラウドコンピューティングシステムは、１つ以上のコンピュータプログラム製品の制御下で本明細書に提示した方法の態様を共同で実行する分散クラウドコンピューティングリソースを含むことができる。さらに、プロセッサは、外部エンティティ、例えばセンサ、オフサイトサーバ、またはクラウドベースサーバとデータを受信および／送信するための１つ以上の通信インタフェースおよび／またはセンサインタフェースに接続されていてよい。

【0117】

制御システムに関連するプロセッサは、データ処理または信号処理を行うために、もしくはメモリに格納されたコンピュータコードを実行するために、任意の数のハードウェアコンポーネントであってもよいし、それらを含んでいてもよい。システムは、関連するメモリを有していてよく、メモリは、本明細書に記載の様々な方法を完了するまたは容易にするためのデータおよび／またはコンピュータコードを格納するための１つ以上の装置であってよい。メモリは、揮発性メモリまたは不揮発性メモリを含むことができる。メモリは、データベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、または本明細書の様々なアクティビティをサポートするための任意の他の種類の情報構造を含むことができる。例示的な実施形態によれば、本明細書のシステムおよび方法と共に、任意の分散メモリまたはローカルメモリ装置が利用されてよい。例示的な実施形態によれば、メモリは、（例えば、回路または任意の他の有線接続、無線接続、またはネットワーク接続を介して）プロセッサに通信可能に接続されており、本明細書に記載された１つ以上のプロセスを実行するためのコンピュータコードを含んでいる。

【0118】

上記の説明は本質的に単に例示的なものであり、本開示の用途または使用を限定するものではないことが理解されるだろう。特定の例が明細書に記載され、かつ図面に示されているが、当業者であれば、特許請求の範囲に規定された本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてよく、かつ等価物がその要素の代わりに用いられてもよいことを理解するだろう。さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を、本開示の教示に適合させるために改変がなされてもよい。したがって、本開示は、図面によって示され、本開示の教示を実施するために現在考えられる最良の形態として明細書に記載された特定の例に限定されるものではなく、本開示の範囲は、前述の説明および添付の特許請求の範囲に含まれる任意の実施形態を含むことになる。請求項に記載された参照符号は、請求項によって保護されている事項の範囲を限定するものと見なすべきではなく、参照符号の唯一の機能は、請求項を理解しやすくすることである。

【符号の説明】

【0119】

１セルロース製品
２セルロースブランク構造体
２ａ残余部分
３成形型
３ａ第１の型部分
３ｂ第２の型部分
４ブランク乾式成形モジュール
４ａミル
４ｂ成形チャンバ
４ｃ成形ワイヤ
４ｄ成形セクション
４ｅ成形チャンバ開口
５バッファモジュール
５ａ入口部分
５ｂ出口部分
５ｃバッファ部分
５ｄガイド部材
５ｄ_１第１アーム区分
５ｄ_２第２アーム区分
６プレスモジュール
６ａトグルプレス
６ｂ前側構造体
６ｃ後側構造体
６ｄプレス部材
６ｅトグル機構
６ｆプレスアクチュエータアセンブリ
６ｇプレス力表示アセンブリ
６ｈ電子制御システム
６ｉガイドアセンブリ
６ｊ支持フレーム
７ブランクリサイクルモジュール
７ａ供給構造体
８バリア塗布モジュール
９ブランク供給ローラ
１０アクチュエータ
１１中間ローラ
１２バッファアクチュエータ
Ｃ成形キャビティ
Ｄ_Ｆ供給方向
Ｄ_Ｆ１第１の供給方向
Ｄ_Ｆ２第２の供給方向
Ｄ_Ｈ水平方向
Ｄ_Ｐプレス方向
Ｄ_Ｕ上向きのブランク成形方向
Ｄ_Ｖ垂直方向
Ｅ圧力分配エレメント
Ｅ_Ｂバッファ延在
Ｆ繊維
Ｍ_Ｂバッファモード
Ｍ_Ｆ供給モード
Ｐ_Ｆ成形圧
Ｒセルロース原料
Ｓ_Ｆブランク供給システム
Ｔ_Ｆ成形温度
Ｕ製品成形ユニット
Ｖ_Ｉインプット速度
Ｖ_Ｏアウトプット速度

【図1a】