BR112018068731B1

BR112018068731B1 - Método para produção de um produto de celulose, e, aparelho de moldagem por pressão

Info

Publication number: BR112018068731B1
Application number: BR112018068731-6A
Authority: BR
Inventors: Ove Larsson; Linus Larsson
Original assignee: Pulpac AB
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2022-12-13
Also published as: EP4043352A1; HUE054335T2; SI3429927T1; ES2942932T3; US20190070819A1; DK3882167T3; BR112018068731A2; DK3429927T3; KR20180129816A; LT3429927T; CA3017725A1; US20240066766A1; FI4043353T3; JP7171857B2; PL3967615T3; RS64138B1; EP3967615A1; US11020883B2; US20220234258A1; BR122022009887B1

Abstract

A presente invenção se refere a um método de produção de um produto de celulose tendo uma forma de produto plano ou não plano por um aparelho de moldagem por pressão compreendendo um molde de formação. O molde de formação tem uma superfície de formação definindo a dita forma do produto. O método compreende as etapas de: arranjar uma placa de celulose contendo menos do que 45 por cento em peso de água no dito molde de formação; aquecer a dita placa de celulose até uma temperatura de formação na gama de 100°C a 200°C; e pressionar a dita placa de celulose por meio do dito molde de formação com uma pressão de formação agindo na placa de celulose através da dita superfície de formação, a dita pressão de formação estando na gama de MPa a 100 MPa.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente descrição se refere a um método de produção de um produto de celulose a partir de polpa de madeira, um aparelho para fabricação de um tal produto de celulose e um produto de celulose.

FUNDAMENTOS

[002] Existem muitas situações em que é desejável prover objetos em forma bidimensional (2D) ou tridimensional (3D) feitos de materiais sustentáveis. Uma tal situação se refere a acondicionamento de mercadorias sensíveis, tais como, itens mecânicos de alta precisão, equipamento eletrônico e outros itens domésticos e de HARDWARE, que necessitam de acondicionamento protetor a fim de evitar danos das mercadorias sensíveis, devido ao, por exemplo, choque mecânico, vibrações ou compressão durante o transporte, armazenagem ou outro manuseio. Tais acondicionamentos tipicamente necessitam de uma inserção de proteção que tem uma forma adaptada para as mercadorias contidas, e assim com segurança mantém as mercadorias na embalagem. Tais inserções são geralmente feitas de poliestireno expandido (EPS), que é um material derivado de petróleo de peso leve e não é considerado como um material sustentável.

[003] Um material de baixo preço geralmente usado para encartes de embalagens é polpa moldada. A polpa moldada tem a vantagem de ser considerada como um material de acondicionamento sustentável, uma vez que é produzido a partir de biomateriais e pode ser reciclado após o uso. Como uma consequência a polpa moldada foi rapidamente aumentando em popularidade para igualmente em aplicações primárias e secundárias de acondicionamento (acondicionamento próximo ao artigo e montagem de tais acondicionamentos). Os artigos de polpa moldada são, de modo geral, formados por imersão de um molde de sucção em uma suspensão de polpa, ao mesmo tempo que a sucção é aplicada, por meio da qual um corpo da polpa é formado com a forma do artigo desejado pela deposição de fibra. O molde de sucção é em seguida retirado da suspensão e a sucção é, de modo geral, continuada para compactar as fibras depositadas ao mesmo tempo que esgotando o líquido residual.

[004] Uma desvantagem comum com todas as técnicas de formação a úmido é a necessidade de secagem do produto moldado, que é uma etapa de consumo de energia e tempo. Outro inconveniente é que fortes ligações entre as fibras, muitas vezes explicado como ligações de hidrogênio, são formadas entre as fibras no material, o que restringe a flexibilidade do material.

[005] Além do mais, muitas linhas modernas de produção enxuta exigem fabricação de componentes ou embalagens sob demanda em linha em que um processo de formação a úmido não é preferido.

[006] Recentemente, novos materiais a base de fibra foram desenvolvidos com o propósito de permitir a formação a seco de objetos tridimensionais. Uma abordagem é descrita por WO2014142714A1. WO2014142714A1 descreve uma rede de compósito depositada a seco sendo um produto intermediário para termoformação de objetos em forma tridimensionalmente, compreendendo 40-95% em peso de fibras de CTMP, 5 a 50% em peso de material termoplástico, e 0-10% em peso de aditivos, em que a rede de compósito depositada a seco foi impregnada com uma dispersão, uma emulsão ou uma solução contendo o material termoplástico, polímero, e seca, obtendo uma densidade de 50-250 kg/m3, ou, se comprimida pelo calendário de 400-1000 kg/m3. De acordo com WO2014142714A1, a ligação do polímero é ativada pela temperatura mais elevada aplicada no processo de termoformação e contribui para a resistência final do objeto termoformado.

[007] Se bem que o polímero de acordo com WO2014142714A1 pode estar contribuindo para a resistência final e permitindo a formação de ree depositada a seco, tal ingrediente termoplástico apagar as características sustentáveis da celulose uma vez que o compósito não será reciclável. Esta desvantagem é aplicável mesmo se um bio-plástico compostável e renovável, por exemplo, polilactídeo (PLA) é usado como proposto por WO2014142714A1, uma vez que a logística para a reciclagem do material não está disponível.

[008] Descobertas recentes e decisões políticas, por exemplo, o acordo de Paris sobre o aquecimento global em 2015, estipula que a pegada de carbono das mercadorias consumidas e acondicionamentos, na assim chamada análise de ciclo de vida (LCA), é altamente influenciada pela capacidade de reciclar e reutilizar os materiais. Até mesmo materiais renováveis como celulose e PLA devem ser reciclados a fim de medir com os materiais não renováveis multi reciclados como tereftalato de polietileno (PET).

[009] A reciclagem do material está lentamente e gradualmente se tornando cada vez mais estabelecida na maior parte do mundo. A Europa tem a liderança global com aproximadamente 30% de reciclagem ao mesmo tempo que os Estados Unidos apenas atingiram 10% e ainda muitos países em desenvolvimento ainda não começaram a reciclar. Comum a todos os esforços de reciclagem é um foco nos materiais mais frequentemente usados, tais como, papel, papelão, vidro, alumínio, aço e PET. Estas frações recicláveis representam uma grande maioria de mercadorias desperdiçadas e não é provável que outras frações, como bio-polímeros, sejam estabelecidas como logística de reciclagem disponível ao público em um futuro previsível.

[0010] A demanda global para embalagens em forma de 3D, caixas, copos, pratos, tigelas, suplementos e tampas no material reciclável e renovável com propriedades mecânicas próximas aos plásticos, é, por conseguinte, enorme.

[0011] ISBN 978-91-7501-518-7 (Helena Halonen, Outubro, 2012) estudou uma abordagem - hidroxietilcelulose (HEC) para criação de um novo material de compósito todo em celulose por meio de moldagem por compressão de polpas de madeira químicas comerciais processadas apenas com água. O objetivo foi estudar as mudanças estruturais durante o processamento e a complexidade de relacionar as propriedades mecânicas dos bio compósitos finais para a estrutura de nano escala.

[0012] A combinação de alta temperatura (150 - 170 °C) e alta pressão (45 MPa) durante a moldagem por compressão produz um aumento notável na agregação de fibrila, possivelmente incluindo ligações de fusão celulose-celulose, isto é, agregação de fibrila na região de ligação fibra-fibra. Esta agregação de fibrila está resultando em um bio-compósito com propriedades mecânicas notáveis incluindo resistência melhorada (289 MPa), módulo (12,5 GPa) e tenacidade (6%) a serem comparados a, por exemplo, PET-resistência (75 MPa) e PET-módulo (PET 3GPa).

[0013] Se bem que WO2014142714A1 sugere o ingrediente termoplástico não reciclável e ISBN 978-91-7501-518-7 apresenta resultados científicos para formação de fibras recicláveis de celulose, para obter boas propriedades mecânicas, nenhum método industrial ou prático foi até agora inventado permitindo a produção comercial, com razoável tempo de ciclo, de acondicionamentos e bons em celulose como substituto para plásticos os quais são possíveis de reciclar como papelão.

SUMÁRIO

[0014] Um objetivo da presente descrição é prover um método para fabricação de um produto de celulose, um aparelho de formação de celulose e um produto de celulose em que os problemas anteriormente mencionados são evitados. Este objetivo é pelo menos parcialmente alcançado pelas características das reivindicações independentes. As reivindicações dependentes contêm desenvolvimentos adicionais do método para fabricação de um produto de celulose, o aparelho de formação de celulose e o produto de celulose.

[0015] Existem muitas situações em que é desejável prover os objetos feitos de materiais sustentáveis nas formas planas ou essencialmente não planas. Uma forma plana pode se referir a uma forma de modo geral bidimensional, tal como, por exemplo, a forma de um material em folha ou placa, e formas essencialmente não planas podem se referir a qualquer forma adequada de objeto tridimensional. Uma tal situação se refere ao acondicionamento de líquidos, materiais secos e diferentes tipos de mercadorias, em que o acondicionamento pode ser feito em uma forma tridimensional ou formado em uma forma tridimensional a partir de um material em folha bidimensional.

[0016] A invenção se refere a um método de produção de um produto de celulose tendo uma forma de produto plano ou não plano por um aparelho de moldagem por pressão compreendendo um molde de formação, o molde de formação tendo uma superfície de formação definindo a dita forma do produto, compreendendo as etapas de: - arranjar uma placa de celulose contendo menos do que 45 por cento em peso de água no dito molde de formação; - aquecer a dita placa de celulose até uma temperatura de formação na gama de 100°C a 200°C; e - pressionar, a dita placa de celulose por meio do dito molde de formação com uma pressão de formação agindo na placa de celulose através da dita superfície de formação, a dita pressão de formação estando na gama de 1 MPa a 100 MPa.

[0017] A pressão de formação pode ser uma pressão isostática ou uma pressão não isostática.

[0018] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido de um método de produção de um produto de celulose tendo uma forma de produto não plano, compreendendo as etapas de: prover um aparelho de moldagem por pressão isostática compreendendo um molde de formação tendo uma superfície de formação definindo a dita forma do produto, e um molde por pressão; arranjar uma placa de celulose contendo menos do que 45 por cento em peso de água entre o molde de formação e o molde por pressão; aquecer a placa de celulose até uma temperatura de formação na gama de 100°C a 200°C; e pressionar, por meio do molde por pressão, a placa de celulose contra o molde de formação com uma pressão de formação substancialmente igual agindo na placa de celulose através da superfície de formação, a pressão de formação estando na gama de 1 MPa a 100 MPa.

[0019] A etapa de aquecimento e a etapa de prensagem podem, pelo menos parcialmente, ocorrer ao mesmo tempo ou a placa de celulose pode ser pré-aquecida e nenhum calor adicional fornecido durante a prensagem.

[0020] O produto de celulose pode, por exemplo, ser um recipiente ou uma parte de um recipiente em que a fabricação de produto de celulose usando o método de acordo com as modalidades da presente invenção pode, por exemplo, substituir os produtos plásticos que são mais difíceis de reciclar. Desse modo, os produtos de celulose fabricados usando o método inventivo podem, por exemplo, ser acondicionamentos, suplementos para acondicionamentos, caixas, tigelas, pratos, copos, bandejas ou tampas.

[0021] Pelo termo “isostática" deve ser entendido a pressão volumétrica nas fibras, do bio-compósito aquecido durante o processo de agregação de fibrila, é substancialmente igual em todas as localizações geométricas do objeto em 3D final durante a produção.

[0022] Pelo termo "não isostática" deve ser entendido a pressão volumétrica nas fibras, do bio-compósito aquecido durante o processo de agregação de fibrila, não é igual em todas as localizações geométricas do objeto em 3D final durante a produção.

[0023] A placa de celulose pode ser provida de várias formas, por exemplo, como uma rede, um tapete, feltro, fibras soltas, espuma, chapas, etc. A placa pode conter substâncias menores (0-10%) de agentes para aumentar a resistência, diminuindo a higroscopia ou preparação o componente final hidrofóbico, à prova de chamas, colorindo o componente ou de outro modo alterar as características do material final. A quantidade de aditivos, entretanto, não deve comprometer o propósito desta invenção de tornar os componentes recicláveis como papelão.

[0024] A placa pode ser produzida em uma indústria de conversão de polpa como tapete em rolos.

[0025] A presente invenção é com base na percepção de que um produto plano ou não plano de celulose pode ser feito mais homogêneo e com tempos de ciclo mais curtos usando um aparelho de moldagem por pressão isostática. Em particular, os atuais inventores constataram que, dependendo da forma desejada do produto de celulose, uma pressão isostática agindo na placa de celulose pode prover uma diminuição notável no tempo de retenção necessário para obter as mesmas propriedades mecânicas do produto final. Os atuais inventores também constataram que, dependendo da forma desejada do produto de celulose, uma pressão não isostática agindo na placa de celulose pode prover uma formação adequada do produto de celulose obtendo propriedades mecânicas desejáveis do produto final.

[0026] Neste contexto deve ser observado que o tempo de processo requerido para obter propriedades mecânicas aceitáveis do produto final está relacionado com a umidade da placa e uma temperatura específica e uma pressão isostática ou não isostática específica.

[0027] Uma temperatura, preferível entre 150 a 170°C, e uma pressão, preferível entre 3 a 7 MPa, podem gerar diferentes propriedades mecânicas. Por exemplo, uma temperatura isostática de 168°C e uma pressão isostática de 4,8 MPa em uma umidade do ar de 50% de umidade relativa gerarão um componente rígido e duro em um tempo de retenção de 10 segundos. Baixa temperatura e pressão produzem componentes mais flexíveis e mais macios.

[0028] Da mesma forma, muita água na placa aumentará muitos os tempos de retenção. ISBN 978-91-7501-518-7 descreve os tempos de retenção de 20 minutos e usa polpa essencialmente úmida para a pesquisa. Os experimentos mostraram que o teor ideal de água na placa de celulose no tempo de processamento deve estar na faixa de 0,5 a 10% em peso.

[0029] Nos casos graves, com grandes variações de pressão, na placa durante a ligação, partes do componente nunca serão aceitáveis independente de qualquer tempo de retenção.

[0030] A técnica anterior descreve os dispositivos de compressão de polpa usando prensas tradicionais com cilindros hidráulicos que convertem pressão hidráulica, chamada o meio de pressão, em uma força em uma ferramenta ou um molde através de um pistão do cilindro. Quando formando objetos não lisos, como objetos em 3D ocos, um molde de formação com peças do molde positivas e negativas, com uma cavidade representando a forma e espessura desejada do componente no meio, chamada cavidade do molde, em que o dito molde é comprimido pela força do pistão. Um tal dispositivo de compressão definido na forma conduzirá as grandes variações na pressão local na placa durante o processamento de calor, se nenhuma compensação para a espessura do componente versus pressão de processamento for realizada. Qualquer dispositivo de compressão definido na forma, sem a compensação para obtenção de pressão isostática, pode assim levar a qualidade desigual do componente e, na maioria dos casos industriais, tempos de ciclo inaceitáveis para produção.

[0031] Além do mais, os inventores constataram que o nível de pressão necessário drasticamente pode ser reduzido se um método de pressão isostática é usado. ISBN 978-91-7501-518-7 usou um hemisfério oco como objeto de referência para a pesquisa usando 45 MPa e 20 minutos em um dispositivo de compressão definido na forma. A pressão interna da placa na cavidade do molde é extremamente alta na parte superior (pelo pólo) e próxima a zero na parte inferior (adjacente ao equador). Os atuais inventores agora constataram surpreendentemente que, usando-se uma pressão isostática um tal objetivo pode ser produzido com um décimo da pressão usada nos tempos de retenção contados em segundos.

[0032] De acordo com várias modalidades da presente invenção, a placa de celulose pode conter polpa de madeira. Se bem que a assim chamada polpa mecânica pode ser usada para a placa de celulose, foi constatado que a polpa de madeira química produz melhores propriedades de material do produto.

[0033] Nas modalidades, a placa de celulose pode compreender pelo menos 90 por cento em peso de polpa de madeira e assim ser quase exclusivamente feita por material facilmente reciclável.

[0034] De acordo com várias modalidades, o molde por pressão pode vantajosamente compreender uma membrana flexível, e o aparelho de moldagem por pressão compreende adicionalmente um dispositivo de controle de fluido para controlar um fluido para exercer uma pressão isostática na placa de celulose através da membrana impermeável a fluidos.

[0035] Neste contexto deve ser observado que o termo fluido engloba tanto líquidos quanto gases.

[0036] Em algumas modalidades, o aparelho de moldagem pode conter o fluido de pressão em um invólucro parcialmente limitado pela membrana. Ao aumentar a quantidade de fluido no invólucro e/ou reduzir o tamanho do invólucro, a pressão do fluido aumentará. O aumento da pressão do fluido por sua vez, resultará em uma pressão isostática aumentada agindo na placa de celulose.

[0037] Desse modo, o dispositivo de controle de fluido acima mencionado pode ser um ativador comprimindo o fluido ou um dispositivo de controle de fluxo de fluido controlável permitindo o fluido pressurizado entrar em uma câmara de pressão tendo a membrana flexível como uma parte de uma parede da mesma.

[0038] Em algumas modalidades, a membrana acima mencionada pode ser uma parte integral do aparelho, e pode ser usada durante um grande número de operações de prensagem.

[0039] Em outras modalidades, a membrana pode ser fixada à placa de celulose, por exemplo, por meio de um adesivo, durante a prensagem, e o método pode compreender adicionalmente a etapa de prover uma nova membrana após a etapa de prensagem. Nestas modalidades, a membrana pode, por exemplo, ser provida em um rolo, e pode ser adicionada ao produto fabricado para adicionar funcionalidade ao produto.

[0040] Ainda em outras modalidades, a membrana acima mencionada pode ser provida na placa de celulose.

[0041] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um aparelho de moldagem por pressão isostática para fabricação de um produto de celulose tendo uma forma de produto plano ou não plano partindo de uma placa de celulose, o aparelho de moldagem por pressão isostática compreendendo um molde de formação tendo uma superfície de formação definindo a forma do produto; e um dispositivo de controle de fluido para controlar um fluido para exercer uma pressão isostática na placa de celulose para pressionar a placa de celulose contra a superfície de formação.

[0042] O molde de formação pode compreender uma peça do molde de formação negativa e uma peça do molde por pressão negativa.

[0043] O molde de formação pode compreender uma peça do molde de formação negativa e uma peça do molde por pressão positiva.

[0044] A invenção da mesma forma se refere a um produto de celulose fabricado pelo método descrito. O produto de celulose está tendo uma forma plana ou essencialmente não plana.

[0045] De acordo com as modalidades da presente invenção, uma pressão isostática é obtida na força dos dispositivos de compressão definidos, em que os ditos dispositivos de compressão compreendem uma barreira flexível ou uma membrana envolvendo e separando a placa do meio de pressão, por exemplo, gás, óleo hidráulico, água, bebidas a serem embalados, elastômero ou material dilatante.

[0046] Um método e um dispositivo de acordo com as modalidades da presente invenção se referem à moldagem por sopro de objetos em 3D ocos como garrafas, embalagens de leite, latas e frascos. As embalagens clássicas a base de celulose para laticínios e sucos experimentam a concorrência das garrafas PET moldadas por sopro. A despeito do fato de que as embalagens a base de papel e celulose são renováveis e recicláveis, a moldabilidade do PET moldado por sopro tem restringido o crescimento de embalagens de papel dobrado.

[0047] De acordo com as modalidades de moldagem por sopro, dispositivos compreendendo, pelo menos dois moldes de formação negativos envolvendo as ditas fibras de celulose e um único uso da barreira de camada de película, para se tornarem uma parte integrada do componente final, em que as ditas fibras de celulose e a dita barreira de camada de película são providas para a cavidade dos moldes em uma forma de tubo e em que a dita barreira de camada de película separará o meio de pressão, quando cheia na dita forma de tubo, das fibras de celulose e em que o dito meio de pressão será pressurizado para criar uma pressão isostática em cada porção das ditas fibras de celulose em direção aos ditos moldes de formação.

[0048] A presente invenção proverá assim um método, placa em forma de tubo, um dispositivo de moldagem por sopro e embalagens renováveis com propriedades semelhantes como termoplásticos em que as ditas embalagens são recicláveis como papel e papelão.

[0049] Um tal um dispositivo de moldagem por sopro pode preferivelmente constituir o equipamento de enchimento no local em uma fábrica de suco ou cervejaria diariamente usando-se a bebida ou líquido a ser embalado, como o dito meio de pressão.

[0050] De acordo com outras modalidades, uma pressão isostática é obtida na forma dos dispositivos de compressão definidos, compreendendo dois moldes rígidos, um positivo e um negativo em que a cavidade entre os moldes fechados define a forma do objeto tridimensional final e em que a espessura da dita cavidade ou a espessura da dita placa, é projetada para criar uma pressão isostática em cada porção das ditas fibras de celulose em direção aos ditos moldes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0051] Estes e outros aspectos da presente invenção serão agora descritos de forma mais detalhada, com referência aos desenhos anexos mostrando o exemplo das modalidades da invenção, em que: A Figura 1a-c esquematicamente mostra um método de prensagem convencional, componente e dispositivo de compressão; A Figura 2a-b esquematicamente mostra uma configuração alternativa do dispositivo de compressão, usando membrana de múltiplos usos, mostrando o estágio inicial (a) e estágio comprimido (b) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 3a-b esquematicamente mostra uma configuração alternativa do dispositivo de compressão, compreendendo barreira integrada de material de uso único, mostrando o estágio inicial (a) e estágio comprimido (b) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 4a-d esquematicamente mostra uma configuração alternativa do componente e dispositivo de compressão, usando barreira integrada de material de uso único e moldagem por sopro, mostrando o estágio inicial (a & b) e estágio comprimido (c) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 5a-b esquematicamente mostra uma configuração alternativa do dispositivo de compressão, usando membrana de múltiplos usos, mostrando o estágio inicial (a) e estágio comprimido (b) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 6a-c esquematicamente mostra uma configuração alternativa da compressão, usando o controle da pressão da compensação da cavidade, mostrando o estágio inicial (a & b) e estágio comprimido (c) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 7a-b esquematicamente mostra uma configuração alternativa do dispositivo de compressão, usando compensação de espessura de placa, mostrando o estágio inicial (a) e estágio comprimido (b) de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção; A Figura 8a-c esquematicamente mostra uma configuração alternativa do dispositivo de compressão, usando uma membrana flexível maciça; e A Figura 9a-c esquematicamente mostra outra configuração alternativa do dispositivo de compressão, usando uma membrana flexível maciça.

DESCRIÇÃO DO EXEMPLO DE MODALIDADES

[0052] Vários aspectos da descrição serão daqui em diante descritos em conjunto com os desenhos anexos para ilustrar e não limitar a descrição, em que designações semelhantes denotam elementos semelhantes, e variações dos aspectos descritos não são restritas às modalidades especificamente mostradas, mas são aplicáveis em outras variações da descrição.

[0053] Na presente descrição detalhada, um método para fabricação de um produto de celulose, um aparelho de moldagem por pressão, e um produto de celulose será descrito.

[0054] Várias modalidades de placas ou materiais de chapa de acordo com a descrição são principalmente discutidas com referência a uma placa de celulose colocada na posição para formação em um molde de formação, em uma forma plana. Deve ser observado que isto de modo algum limita o escopo da presente invenção, que bem igualmente inclui, por exemplo, uma placa pré-moldada em um objeto tridimensional. Por exemplo, a placa pode ser apresentada para o molde de formação em uma forma semelhante para a forma final desejada do objeto. Outra modalidade pode compreender uma placa de celulose, que é fornecida para o molde em uma rede em um rolo.

[0055] Uma forma plana pode se refere a uma forma de modo geral bidimensional (2D), tal como, por exemplo, a forma de uma placa ou um material de chapa, e formas essencialmente não planas podem se referir a qualquer forma tridimensional adequada (3D). Um objetivo de acordo com a descrição pode ser feito de uma forma bidimensional, uma forma tridimensional ou formada de uma forma tridimensional a partir de uma placa bidimensional ou material de chapa.

[0056] Além do mais, ao esquematicamente mostrar uma chapa coerente de fibras de celulose, isto de modo algum limitará o escopo da presente invenção, que bem igualmente inclui, por exemplo, placas com fibras separadas e soltas aplicadas ao molde de formação.

[0057] Na presente descrição detalhada, várias modalidades do objeto tridimensional a ser formado e o molde para formar os objetos de acordo com a presente invenção são principalmente discutidas com referência a uma bacia oca, um copo oco ou uma garrafa oca, com espessura principalmente uniforme. Deve ser observado que isto de modo algum limita o escopo da presente invenção, que bem igualmente inclui, por exemplo, formas complexas com espessuras diferentes, partes não ocas ou objetos maciços. Por exemplo, o objeto pode vantajosamente compreender enrijecedores, vincos, furos, texto em forma 3D, dobradiças, fechaduras, fios, encaixes, pés, manípulos ou padrões de superfície.

[0058] As Figuras 1a-c ilustram um método de prensagem convencional, dispositivo de compressão e um componente produzidos com o dispositivo e método de pressão não isostática.

[0059] A Figura 1a é uma vista lateral esquemática de um dispositivo de compressão da técnica anterior em um estado não comprimido tendo um molde superior negativo 102b e um molde de formação inferior positivo 102a e uma chapa de fibras de celulose 101a.

[0060] A Figura 1b é uma vista lateral esquemática de um dispositivo de compressão da técnica anterior em um estado comprimido tendo a molde por pressão negativo superior 102b e um molde de formação inferior positivo 102a e uma chapa de fibras de celulose 101a parcialmente comprimida pela força F formando a forma final desejada 101b usando-se calor e pressão P.

[0061] Como é habitual, a espessura do componente final 101b é uniforme e consequentemente a espessura da cavidade t1 = rb - ra entre os dois moldes 102a e 102b é uniforme. Uma vez que as ferramentas convencionais para compressão são feitas de metal rígido ou material não flexível semelhante, e uma vez que as fibras de celulose secas não se comportam como um fluido de equalização de pressão, a pressão P na dita cavidade dependerá da quantidade de placa presente 101 e o princípio de geração da pressão local.

[0062] O princípio de geração da pressão local na pressão P2 e P5 é definido pela força F. O princípio de geração da pressão local em P4 é definido pela geometria da cavidade e a quantidade de placa presente 101. A pressão local P3 é determinada por uma combinação de força e forma do princípio de geração da pressão definido.

[0063] Uma pressão definida pela forma, tipo P4, é altamente dependente da quantidade atual presente de placa 101. Variações pequenas e normalmente estocásticas no fornecimento de material local drasticamente afetarão a pressão local obtida. A pressão definida pela força tem ganho linear e é um processo muito mais robusto para uso industrial.

[0064] A Figura 1c ilustra um objeto tridimensional, componente, uma semiesfera 101b produzida com método de compressão convencional descrito acima. Uma vez que é provável que alguma placa 101a será esticada quando a placa 101a se inclina sobre o molde inferior 102a quando o molde por pressão superior 102b fecha a ferramenta sobre a placa 101a, as propriedades mecânicas são diferentes na localização 101b P4 do que na localização 101b P2 do componente acabado 101b.

[0065] Um dispositivo de compressão definido pela força de acordo com um exemplo de modalidade da presente descrição será agora descrito com referência às figuras 2a-b. Na figura 2a, uma vista lateral esquemática de um dispositivo de compressão ou aparelho de moldagem por pressão, na forma de um molde de formação 3 para fibras de celulose usando calor é mostrado em um estado aberto. O dispositivo de compressão ou molde de formação pode ser construído a fim de que uma pressão isostática seja aplicada quando formando o produto de celulose. A pressão aplicada pode, da mesma forma, ser não isostática a fim de que diferentes níveis de pressão são aplicados em diferentes partes do molde de formação 3 quando formando o produto de celulose. O molde de formação 3 compreende pelo menos uma superfície de formação definindo a dita forma do produto.

[0066] O molde de formação 3 desta modalidade da presente descrição usa uma peça do molde de formação rígida 2a colocada sob uma membrana de múltiplos usos 4. A membrana 4 constitui um selo para um meio de pressão ou fluido 5, tal como, por exemplo, óleo hidráulico, contido em uma câmara de pressão, não mostrado na figura. A membrana 4, da mesma forma assim diafragma, pode preferivelmente ser feita de borracha, silício, elastômero ou poliuretano.

[0067] Os dispositivos de prensa similares são encontrados em indústrias completamente diferentes como, por exemplo, quando formando chapas de metal para aeronaves ou processamento de pó metálico em materiais homogêneos. Por exemplo, prensas isostáticas para propósitos convencionais normalmente usam pressão muito alta, tal como, dentro da gama de 1000-2000 bar.

[0068] A placa de celulose 1a, principalmente compreendendo fibras de celulose com alguns aditivos e agentes, foi, como mostrado na figura 2a, colocada em um espaço entre a membrana 4 e a peça do molde de formação rígida 2a, que na figura 2a é arranjada abaixo da membrana 4. A placa de celulose 1a pode, da mesma forma, conter uma quantidade de água, que, por exemplo, pode depender da umidade da atmosfera circundante.

[0069] A fim de formar o produto de celulose ou uma parte de um produto de celulose, a partir da placa de celulose 1a, a placa de celulose 1a, tem que ser aquecida até uma temperatura de formação T1, que pode estar na gama de 100°C a 200°C. A peça do molde de formação 2a pode ser aquecida até uma temperatura desejada T2 a fim de que o calor seja transferido para a placa de celulose 1a a fim de atingir a temperatura de formação T1 da placa de celulose 1a. O molde de formação 3 pode, por exemplo, ser pré-aquecido até uma temperatura de 150-170°C bombeando-se o óleo aquecido nos canais internos 7 da peça do molde de formação 2a. Um modo alternativo de pré- aquecer o molde de formação 3 é usar resistores elétricos integrados, não mostrados na figura. A placa de celulose 1a pode, da mesma forma, ser pré- aquecida, por exemplo, usando-se raios infravermelhos antes da entrada da ferramenta. Aquecer o meio de pressão 5 até uma temperatura do meio de pressão T5 pode, da mesma forma, ser uma alternativa adequada.

[0070] Na figura 2b, o óleo hidráulico 5 foi pressurizado a uma pressão de pelo menos 1 MPa, e a membrana 4 envolveu o molde de formação aquecido 2a com o material comprimido 1b formando o produto de celulose no meio. Uma pressão adequada P1 quando formando o produto de celulose pode estar dentro da gama de 1-100 MPa. Ao aplicar uma pressão adequada P1, as fibras de celulose são comprimidas. A pressão aplicada P1 pode ser uniforme ou isostática a fim de comprimir as fibras de celulose uniformemente independente de sua posição relativa no molde de formação 2a e independente da quantidade local atual das fibras. Em uma modalidade alternativa, a pressão pode ao invés de ser não isostática a fim de que diferentes níveis de pressão em diferentes partes do molde de formação 3 são usadas para formar o produto de celulose. Isto pode, por exemplo, ser usado se diferentes propriedades estruturais em diferentes partes do produto de celulose são desejadas.

[0071] O dispositivo de compressão pode compreender um dispositivo de controle de fluido (não mostrado nas figuras) e pode ser um ativador comprimindo o fluido 5 ou um dispositivo de controle de fluxo de fluido controlável permitindo o fluido pressurizado 5 entrar na câmara de pressão tendo a membrana flexível 4 como uma parte de uma parede da mesma. O aparelho pode compreender o fluido 5 ou o fluido 5 pode ser o ar retirado da atmosfera circundante.

[0072] Os atuais inventores constataram que uma pressão P1 de 4 MPa (40 bar) em uma temperatura de 160°C quando formando o produto de celulose produze uma agregação de fibrila nas fibras de celulose que compara com muitos termoplásticos após 10 segundos de tempo de retenção.

[0073] A fim de reduzir o tempo de ciclo para produção industrial de produtos de celulose a partir do material comprimido 1b, o resfriamento do dito material comprimido 1b pode, por exemplo, ser feito bombeando-se o óleo resfriado nos canais internos 7 arranjados na peça do molde de formação 2a ou na câmara de pressão em que a peça do molde de formação 2a de temperatura T2 e meio de pressão 5 de temperatura T5 rapidamente pode ser baixada após a agregação de fibrila ter terminado nas fibras de celulose.

[0074] O processo e o dispositivo retornarão a seu estado aberto mostrado na figura 2a baixando-se o meio de pressão 5 até a pressão atmosférica P0 em que a dita membrana 4 vai se retrair para seu estado inicial mais ou menos plano e em que o produto de celulose acabado pode ser ejetado e preferível ser cortado isento de fibras de celulose comprimidas ou não comprimidas residuais indesejadas.

[0075] A espessura final t1 do produto de celulose pode variar ligeiramente dependendo da quantidade local atual fibras de celulose.

[0076] Em uma modalidade alternativa, uma peça do molde de formação rígida pode ser usada ao invés da membrana maleável ou flexível 4, que pode ser adequada se diferentes níveis de pressão são desejados quando formando o produto de celulose. O uso de uma membrana flexível 4 pode prover um método de compressão isostática resultando em um produto de celulose homogêneo com alta resistência e curto tempo de ciclo de produção.

[0077] Uma diferença entre o método de compressão inventivo e dispositivo na figura 2a-b quando usando a pressão isostática e o método da técnica anterior e dispositivo na figura 1 a-b encontra-se na configuração usando uma membrana maleável ou flexível 4 ao invés do molde superior rígido 102b. Um método de compressão isostática e dispositivo resulta em um componente homogêneo com alta resistência e curto tempo de ciclo de produção.

[0078] Acima, um exemplo da modalidade do método de compressão isostática e dispositivo foi descrito com referência às figuras 2a-b. Deve ser entendido que a formação de objetos tridimensionais no compósito todo em celulose usando moldagem por compressão aquecida de polpa de madeira processada apenas com água pode ser obtida de outros modos ao mesmo tempo que ainda obtendo a pressão isostática.

[0079] Com referência às figuras 3a-b, a membrana de múltiplos usos 4 nas figuras 2a-b foi substituída por uma membrana de uso único compreendendo uma barreira de película fina 6 em que a dita barreira 6 pode ser pré-aplicada à placa de celulose 1a quando a placa de celulose 1a foi produzida ou em que a barreira de película 6 é provida para o dispositivo de compressão, por exemplo, dos rolos, não mostrados nas figuras, e aplicada à placa de celulose 1a durante a compressão isostática da placa de celulose 1a.

[0080] A dita barreira de película fina 6 pode ser feita de um material termoplástico como PET ou PLA, tendo uma espessura dentro da gama de 1700 pm.

[0081] A Figura 3a esquematicamente mostra o método compreendendo um dispositivo de compressão ou molde de formação 3 em seu estado aberto inicial, usando a barreira de película fina 6 aplicada às fibras de celulose 1a, compreendendo uma peça do molde de formação negativa inferior 2b pré-aquecida a temperatura T2 e um meio de pressão ou fluido 5, preferivelmente gás ou ar na pressão atmosférica, contido na câmara de pressão, não mostrada na figura.

[0082] A Figura 3b mostra o mesmo dispositivo e placa de celulose 1a como mostrado na figura 3a no estado comprimido em que o dito meio de pressão 5, ar preferivelmente comprimido ou um líquido não contaminante como água, foi pressurizado até a pressão P1 e em que a barreira de película fina 6 separa e veda o meio de pressão a partir do material comprimido 1b da placa de celulose 1a e em que o dito meio de pressão 5 e membrana 6 formando pressão igual agindo nas fibras de celulose através da superfície de formação aquecida, com uma temperatura T2, da dita peça do molde de formação 2b.

[0083] Ao manter a pressão igual P1 na temperatura T1 durante um certo período de tempo X, a agregação de fibrila nas fibras de celulose criará um componente do bio-compósito do material comprimido 1b com propriedades mecânicas próximas aos termoplásticos. Se como um exemplo, a pressão P1 sendo de 4 MPa (40 bar), a temperatura de formação T1 sendo 140°C, a temperatura T2 da peça do molde de formação 2b sendo de 160°C, e o período de tempo X sendo de 10 segundos, o componente do bio-compósito do material comprimido 1b com propriedades mecânicas próximas aos termoplásticos pode ser obtido.

[0084] Ao remover o meio de pressão 5 e baixando a pressão até a pressão atmosférica P0 após o período de tempo X o produto de celulose formado pelo material comprimido 1b pode ser ejetado e se necessário cortado em sua forma final.

[0085] Uma vantagem com o método discutido nas figuras 3a-b é que a barreira de película 6 da mesma forma pode funcionar como uma barreira em direção aos outros meios a serem expostos ao componente durante o uso. Por exemplo, se o produto de celulose provido com a barreira de película 6 é uma bacia para saladas em movimento é desejado ter uma barreira 6 proteger as fibras de celulose no material comprimido 1b do contato com os vegetais e para diminuir as características higroscópicas da bacia. Este método pode, da mesma forma, ser usado para produção de garrafas ou recipientes para produtos líquidos, e o produto de celulose pode assim ser adequado para acondicionamento de diferentes tipos de líquidos ou bebidas, incluindo líquidos carbonatados.

[0086] Voltando às figuras 4a-d, o molde de formação 3 compreende pelo menos duas partes ou superfícies de formação negativas fecháveis e abertas 2a, 2b, envolvendo uma placa de celulose em forma de tubo 1a compreendendo uma barreira de película 6 em que a camada externa é fibras de celulose não comprimidas 1a e seus aditivos e a camada interna 6 de uma membrana de uso único compreendendo uma barreira de película fina 6. A placa pode preferivelmente ser fornecida para o dispositivo de compressão em rolos, não mostrados na figura, na forma plana em que a placa é formada em uma forma de tubo, não mostrada na figura, envolvendo um bocal de meio de pressão 8.

[0087] Na figura 4a, o molde de formação 3 com as partes ou superfícies de formação 2a, 2b são pré-aquecidos a temperatura do molde de formação T2, e são esquematicamente mostrados no estágio inicial aberto do método do processo de formação. A placa de celulose em forma de tubo 1a com a barreira de película 6 é fornecida da parte de cima envolvendo o bocal de meio de pressão fixo 8, que significa que a placa de celulose em forma de tubo 1a com a barreira de película 6 é fornecida em uma direção de cima para as superfícies de formação 2a, 2b.

[0088] Ao fechar o molde de formação pré-aquecido 3 com uma força de fechamento Fc que é maior do que uma força de abertura criada pela pressão P1 aplicada pelo meio de pressão ao interior do molde de formação 3 pelo bocal de meio de pressão 8 mostrado na figura 4c. O estado fechado do molde de formação 3 com as superfícies de formação 2a, 2b é esquematicamente mostrado nas figuras 4 b-c. A força de fechamento Fc e o desenho das superfícies de formação 2a, 2b adjacentes à parte de cima e parte de baixo da cavidade irá selar o volume interno da placa de celulose 1a da pressão atmosférica externa P0. Em uma modalidade alternativa, a placa de celulose pode ser cortada pelos moldes de formação a partir do material residual quando o molde de formação 3 é fechado.

[0089] A Figura 4c mostra a fase de agregação febril e formação do método da presente invenção em que o dito volume interno da placa foi cheio com o meio de pressão 9 do bocal de meio de pressão 8 e pressurizado até a pressão P1 em que o meio de pressão 9 e a membrana de uso único 6 formando pressão igual agindo nas fibras de celulose através da superfície de formação aquecida do dito moldes de formação 2a e 2b.

[0090] O processo de enchimento está ocorrendo entre as etapas mostradas nas figuras 4b e 4c, e requer canais de ar 10 para permitir que o ar fora da placa de celulose 1a com a barreira de película 6 na cavidade do molde de formação 3 seja drenado durante o processo de expansão da placa.

[0091] A Figura 4d ilustra um produto de celulose tridimensional na forma de um objeto oco feito a partir do material comprimido 1b e a barreira de película 6, por exemplo, uma garrafa para bebidas, formada pelo método descrito na figura 4a-c cheia com o dito meio de pressão 9 em que a barreira de película 6 separa o meio de pressão 9 das fibras de celulose comprimidas 1b.

[0092] De acordo com a presente descrição o meio de pressão 9 é constituída pela bebida que é destinada a ser cheia no produto de celulose, tal como, por exemplo, leite, suco, água e bebidas carbonatadas.

[0093] A barreira de película 6 pode preferivelmente ser feita de um material termoplástico fino como PET ou PLA, tendo uma espessura na gama de 1 a 700 μm, em que a barreira de película 6, convencionalmente aplicada nas embalagens de papel para bebidas, da mesma forma vedar as fibras de celulose 1b do contato com a bebida 9 durante o armazenamento e uso do produto de celulose.

[0094] O tempo de ciclo para a etapa do processo mostrada na figura 4c pode ser reduzido se a bebida 9 é resfriada a uma temperatura T9, por exemplo, na gama de 1 a 20°C, e cheia rapidamente, preferivelmente em menos de um segundo. Se o molde de formação 3 com as superfícies de formação 2a, 2b é pré-aquecido em uma temperatura do molde T2, que, por exemplo, é de 200°C e a placa é pré-aquecida a uma temperatura T1, de, por exemplo, 140°C, a temperatura do meio de pressão T9 permitirá a liberação da garrafa cheia do molde de formação 3 em tempos de ciclo de segundos ou até mesmo menos.

[0095] A Figura 5a-b esquematicamente mostra outro princípio da presente descrição, em que o dispositivo de compressão compreende pelo menos uma peça do molde de formação positiva 2a, pelo menos uma peça do molde por pressão negativa 2b e uma membrana pré-formada de múltiplos usos 4, em que o meio de pressão 5 é pressurizado até a pressão P1 após as partes do molde 2a e 2b, envolvendo a placa de celulose 1a, terem sido fechadas.

[0096] O estágio de formação final em que a agregação de fibrila nas fibras de celulose da placa de celulose 1a ocorre é mostrada na figura 5b. O corte transversal ampliado mostrado na figura 5b ilustra como o meio de pressão 5 penetra no molde de formação 3 entre a peça do molde por pressão negativa superior 2b e a membrana 4 em que uma pressão P1, uniformemente comprimirá a placa de celulose 1a em direção à superfície de formação do molde de formação positivo inferior pré-aquecido 2a. A penetração do meio de pressão 5 pode ser facilitada por meio de entalhes menores, não mostrados na figura, na superfície da peça do molde por pressão negativa superior 2b agindo como micro canais para o meio de pressão 5.

[0097] A modalidade do dispositivo de compressão de acordo com as figuras 5a-b pode ser benéfica em relação ao método discutido nas figuras 2a- b, em que tempos de ciclo mais curtos são preferidos. A membrana 4 não tem que se deformar na mesma extensão na modalidade mostrada nas figuras 5a-b.

[0098] Os exemplos descritos acima do método de compressão, com referência às figuras 2-5, compreendem uma membrana flexível 4, que pode ser usada para prover uma pressão isostática. Deve ser entendido que a formação de objetos tridimensionais no compósito todo em celulose usando moldagem por compressão aquecida de polpas de madeira processadas apenas com água pode ser obtida usando ferramentas convencionais ao mesmo tempo que ainda obtendo a pressão isostática.

[0099] Com referência às figuras 6a-c, uma peça do molde por pressão não flexível negativa pré-aquecida superior 2b e uma peça do molde de formação não flexível positiva pré-aquecida inferior 2a, envolvem a placa de celulose 1a em que a espessura da cavidade t(P) entre a peça do molde de formação não flexível positiva pré-aquecida inferior 2a e a peça do molde por pressão não flexível negativa pré-aquecida superior 2b se devia da espessura uniforme nominal em que o desvio é teoricamente e/ou praticamente estabelecido para criar uma pressão isostática P1 em cada parte da placa de celulose 1a em direção às partes do molde 2a e 2b quando as partes do molde são pressionadas em conjunto com a força F.

[00100] A Figura 6a esquematicamente mostra a modalidade em um estado aberto inicial com a placa de celulose em um estado plano alimentado para as partes do molde em uma rede contínua 1a. A Figura 6c esquematicamente mostra a modalidade em um estado fechado com a placa de celulose 1a em um estado não plano comprimido. A Figura 6b esquematicamente mostra a modalidade em um estado entre o aberto e o fechado, em um estado não plano não comprimido.

[00101] As Figuras 6a-c mostram um exemplo de um dispositivo de compressão para uma bacia oca, em que a peça do molde de formação positiva 2a tem uma forma, nominal, preferida e em que a peça do molde por pressão negativa 2b tem uma forma compensada a fim de obter pressão igual P1.

[00102] Como mostrado na figura 6b, a placa é deformada pelas duas partes do molde 2a, 2b em que a espessura t da placa de celulose 1a varia devido à fricção e deformação presa na placa de celulose 1a. Neste exemplo esquemático, que pode ser alterado de muitos modos, a placa de celulose 1a terminará com uma espessura mais fina tmin, adjacente à entrada da cavidade do molde por pressão 2b e uma espessura mais espessa tmax na parte de cima do molde de formação 2a.

[00103] A espessura da cavidade, s, entre as duas partes do molde 2a, 2b é, por conseguinte, compensada a medida que a espessura da cavidade mais estreita smin esteja situada adjacente a onde a placa de celulose é mais fina tmin e a espessura da cavidade mais larga Smax esteja situada adjacente a onde a placa de celulose não comprimida 1a é mais grossa tmax, por meio do molde por pressão negativo 2b, pressionar a placa de celulose 1a contra o molde positivo de formação 2a com uma pressão de formação substancialmente igual P1 agindo na placa de celulose 1a através da superfície de formação.

[00104] Além do mais, a relação entre espessura da placa de celulose, t, e a espessura da cavidade, s, e a forma da cavidade final, está da mesma forma relacionada com a geração de pressão geométrica da cavidade. A força F determina a pressão P1 na parte de cima da peça do molde de formação positiva 2a ao mesmo tempo que a convexidade, espessura e ângulo da cavidade adjacente à espessura da cavidade mais estreita smin determina a pressão final P1.

[00105] Os inventores da presente invenção constataram que a forma final da cavidade é um algoritmo complexo t(P) a fim de obter pressão substancialmente isostática P1 em que tanto a análise matemática, preferivelmente FEM, quanto os testes empíricos, preferivelmente tentativa e erro, são necessários para obter a pressão igual em todo o componente.

[00106] De acordo com outra modalidade da presente descrição, sem membrana flexível, a cavidade geometricamente compensada por pressão nas figuras 6a-c pode ser substituída por compensação de espessura da placa de celulose.

[00107] As Figuras 7a-b esquematicamente mostram uma peça do molde de formação negativa por pressão não compensada tradicional 2b e uma peça do molde de formação positiva não compensada 2a, com uma espessura da cavidade nominal e igual preferida, t, em que a placa tem uma espessura compensada por pressão entre tmin-tmax estabelecida com a mesma teoria e do mesmo modo como descrito para a modalidade discutida em relação às figuras 6a-c.

[00108] A preferência para o método de criação de pressão isostática sem membrana flexível, apresentada em relação às figuras 6a-c e 7a-b, se refere ao mais curto tempo de ciclo e menor custo para o dispositivo de compressão. Entretanto, o esforço de desenvolvimento pode ser mais caro para o método usando moldes rígidos.

[00109] A vantagem de usar o método descrito em relação às figuras 7a-b sobre o método descrito em relação às figuras 6a-c é a espessura uniforme obtida t1 do produto de celulose final. Entretanto, as placas podem ser mais caras de produzir no método descrito nas figuras 7 a-b.

[00110] Como alternativa, o molde de formação 3 pode, da mesma forma, ser arranjado com uma membrana construída como uma estrutura da membrana flexível maciça. Nas figuras 8a-c um molde de formação alternativo 3 com uma peça do molde de formação negativa 2b e uma peça do molde de formação positiva 2a é esquematicamente mostrada. A peça do molde de formação positiva 2a é a aplicação de uma pressão de formação, F, em uma membrana flexível maciça 4, que é a aplicação de uma pressão isostática na placa de celulose 1a quando formando o produto de celulose. Com a membrana flexível maciça é pretendida uma estrutura flexível, que tem uma capacidade semelhante para aplicar a pressão isostática à placa de celulose 1a, como as estruturas da membrana descritas nas modalidades acima, mas com uma maior zona de deformação elástica em comparação com às estruturas da membrana mais fina. A membrana flexível maciça 4 pode ser construída com uma estrutura da membrana espessa ou até mesmo ser feita de um corpo homogêneo de um material flexível. O material flexível pode ter propriedades que farão o material flutuar entre as peças do molde de formação quando pressão é aplicada ao corpo. Na modalidade mostrada nas figuras 8a- c, a membrana flexível maciça 4 é construída a partir de um corpo homogêneo de um material flexível.

[00111] Em uma modalidade alternativa, a membrana flexível maciça 4 pode ter uma espessura variada, em que a membrana flexível maciça é, por exemplo, moldada ou fundida em uma estrutura com uma espessura variada. As áreas mais grossas e mais finas da membrana flexível maciça com espessura variada podem compensar as áreas nas peças do molde de formação que necessitam de menor ou mais deformação da membrana a fim de igualar ou até mesmo nivelar a pressão submetida à placa de celulose 1a. Usando-se uma estrutura da membrana flexível maciça, o molde de formação pode ser feito mais barato e mais simples na construção.

[00112] A membrana flexível maciça 4 é construída a fim de que quando a pressão, F, for aplicada a partir das peças do molde de formação, a membrana flexível maciça 4 se deforma a fim de prover a pressão isostática. A membrana flexível maciça 4 pode ser feita de um material elastomérico adequado, tal como, por exemplo, borracha, silicone, poliuretano ou outro elastômero. Devido às propriedades flexíveis da membrana flexível maciça 4, a membrana flexível maciça 4 aplica uma pressão isostática à placa de celulose 1a.

[00113] Na figura 8a, a placa de celulose 1a é colocada entre a peça do molde de formação negativa 2b e a membrana flexível maciça 4. A peça do molde de formação positiva 2a está empurrando a membrana flexível maciça 4 e a placa de celulose 1a na peça do molde de formação negativa 2b quando a pressão de formação, F, é aplicada às peças do molde de formação, como mostrado nas figuras 8a-b. Quando formando o produto de celulose, a peça do molde de formação negativa 2b é aquecida à uma temperatura da peça do molde de formação T2 e durante o processo de formação, a placa de celulose 1a é aquecida até uma temperatura de formação T1, ver figuras 8a-c.

[00114] Nas figuras 9a-c outro molde de formação alternativo 3 com uma peça do molde de formação negativa 2b e uma peça do molde de formação positiva 2a é esquematicamente mostrada. A peça do molde de formação negativa 2b é a aplicação de uma pressão de formação, F, em uma membrana flexível maciça 4, que é a aplicação de uma pressão isostática na placa de celulose 1a quando formando o produto de celulose. A membrana flexível maciça 4 é construída a fim de que quando a pressão, F, for aplicada a partir das peças do molde de formação, a membrana flexível maciça 4 se deforma a fim de prover a pressão isostática. A membrana flexível maciça 4 pode ser da mesma construção como descrito acima em relação à modalidade mostrada nas figuras 8a-c. Na modalidade mostrada nas figuras 9a-c, a membrana flexível maciça 4 tem uma espessura variada para comparar a forma da peça do molde de formação positiva 2a. Devido às propriedades flexíveis da membrana flexível maciça 4, a membrana flexível maciça 4 aplica uma pressão isostática à placa de celulose 1a.

[00115] Na figura 9a, a placa de celulose 1a é colocada entre a peça do molde de formação positiva 2a e a membrana flexível maciça 4. A peça do molde de formação positiva 2a está empurrando a placa de celulose 1a na peça do molde de formação negativa 2b em direção à membrana flexível maciça 4 quando a pressão de formação, F, é aplicada às peças do molde de formação, como mostrado nas figuras 9a-b. Quando formando o produto de celulose, a peça do molde de formação positiva 2a é aquecida a uma temperatura da peça do molde de formação T2 e durante o processo de formação, a placa de celulose 1a é aquecida até uma temperatura de formação T1, ver figuras 9a-c.

[00116] Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade. O simples fato de que certas medidas são recitadas nas reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não pode ser usada com vantagem

[00117] Deve ser observado que a descrição acima é meramente exemplar por natureza e não é destinada a limitar a presente descrição, sua aplicação ou uso. Ao mesmo tempo que os exemplos específicos foram descritos na especificação e ilustrados nos desenhos, será entendido por aqueles de versatilidade ordinária na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem o afastamento do escopo da presente descrição como definido nas reivindicações. Além disso, as modificações podem ser feitas para adaptar um material ou situação específica para os ensinamentos da presente descrição sem o afastamento do escopo essencial as mesmas.

[00118] Por conseguinte, é entendido que a presente descrição não seja limitada aos exemplos particulares ilustrados pelos desenhos e descritos na especificação como o melhor modo atualmente contemplado para realizar os ensinamentos da presente descrição, mas que o escopo da presente descrição incluirá quaisquer modalidades abrangidas pela descrição anterior e as reivindicações anexas.

[00119] Os sinais de referência mencionados nas reivindicações não devem ser vistos como limitante da extensão da matéria protegida pelas reivindicações, e sua única função é tornar as reivindicações mais fáceis de entender.

Claims

1. Método para produção de um produto de celulose tendo uma forma de produto plano ou não plano por um aparelho de moldagem por pressão compreendendo um molde de formação (3), o molde de formação (3) tendo uma superfície de formação definindo a dita forma do produto, compreendendo as etapas de: arranjar uma placa de celulose (1a) contendo menos do que 45 por cento em peso de água no dito molde de formação (3), em que dito molde de formação compreende uma membrana impermeável de fluido flexível (4); aquecer a dita placa de celulose (1a) até uma temperatura de formação na gama de 100°C a 200°C; e pressionar, a dita placa de celulose (1a) por meio do dito molde de formação (3) com uma pressão de formação agindo na placa de celulose (1a) através da dita superfície de formação, a dita pressão de formação estando na gama de 1 MPa a 100 MPa, a pressão de formação sendo uma pressão isostática, controlar um fluido para exercer uma pressão isostática na dita placa de celulose (1a) através de dita membrana impermeável de fluido (4), caracterizado pelo fato de que a dita membrana (4) fica fixa a dita placa de celulose (1a) durante prensagem; e prover uma nova membrana para o molde de formação (3) seguindo dita etapa de prensagem.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita placa de celulose (1a) contém menos do que 25 por cento em peso de água, especificamente menos do que 15 por cento em peso de água.

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita placa de celulose (1a) compreende polpa de madeira, especificamente pelo menos 90 por cento em peso de polpa de madeira.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de aquecer pelo menos parcialmente ocorre antes da dita etapa de prensagem.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o molde de formação compreende uma peça do molde de formação (2a) e peça do molde por pressão (2b) e pelo menos uma da dita peça do molde de formação e da peça do molde por pressão é aquecida antes da dita etapa de prensagem.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que: dita placa de celulose compreende a dita membrana (4) em um lado da dita placa de celulose (1a) voltado para longe do dito molde de formação (3).

7. Aparelho de moldagem por pressão para realizar o método para produção de um produto de celulose tendo uma forma de produto plano ou não plano conforme definido na reivindicação 1, partindo de uma placa de celulose (1a), o aparelho compreendendo: um molde de formação (3) tendo uma superfície de formação definindo a dita forma do produto; e compreendendo uma membrana impermeável de fluido flexível (4), o aparelho de moldagem por pressão compreendendo um dispositivo de controle de fluido para controlar um fluido para exercer uma pressão isostática na dita placa de celulose (1a) através de dita membrana impermeável de fluido (4), caracterizado pelo fato de que a dita membrana flexível (4) torna-se fixa à dita placa de celulose (1a) durante a prensagem, o dito aparelho compreende adicionalmente um arranjo de alimentação de membrana para alimentar o novo material de membrana entre as consecutivas operações de prensagem.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma peça de molde por pressão (2b) compreendendo uma membrana flexível (4) está arranjada entre dito dispositivo de controle de fluido e a dita placa de celulose (1a).

9. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pelo fato de que o molde de formação (3) compreende uma peça do molde de formação negativa e uma peça do molde por pressão negativa.

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o molde de formação (3) compreende uma peça do molde de formação negativa e uma peça do molde por pressão positiva.