CN101111640B - 用原料制造纤维产品的方法和用原料制造纤维产品的机器 - Google Patents

用原料制造纤维产品的方法和用原料制造纤维产品的机器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制造纤维产品的方法和机器。本发明也涉及由本发明的方法产生的成型主体。根据本发明，纤维产品形成在第一工具上。成型的纤维产品然后夹在第一工具和第二工具之间，而第二工具的表面加热到至少220℃以从纤维产品中蒸发水分。这些工具可透过空气和水。当纤维产品已经脱水到至少70％的干固体物质含量时，该纤维产品进行微波加热。

Description

用原料制造纤维产品的方法和用原料制造纤维产品的机器
技术领域
本发明涉及用原料生产纤维产品，特别涉及三维物品，例如鸡蛋盒，以及其它包装产品，但也涉及其它物品，诸如装饮料的喝水杯或者盘子，例如食物盘。
背景技术
纤维产品，例如鸡蛋盒可以用原料在一道工序中制成，在该工序中产生纤维层并成型为所希望的外形，然后这样成型的纤维产品被脱水并可能进行某种形式的后续处理操作。
专利号为6103179的美国专利披露了一种用于生产纤维产品的方法，该方法是第一阳模插入装有原料的模制槽中。利用真空，成型用于纤维产品的预定厚度的纤维层。然后第一阳模从模制槽中移开。循环连续的运动与阴模一起完成，在该阴模中，在第一压制阶段，阴模受压与阳模相对以便第一次挤出原料中的水发生在纤维产品被传送入移动到第二位置的阴模后。纤维产品然后经受第二次挤压，之后利用微波或者IR射线进行纤维产品最后的干燥。
专利号为6451235的美国专利披露了一种用纤维浆料成形三维纤维束的方法。在这种方法中，使用了湿法成型台，该湿法成型台包括一个基本上刚性可移动的带有三维第一成型面的湿成型模具和一个基本上刚性固定的带有第二成型面的湿成型模具。稳纸框(deckle)包括一个基本上刚性不可渗透的框架，该框架围绕稳纸框的包括一个包含棱柱形体积的内部空间，以便可移动湿成型模具能够横断稳纸框内部空间的棱柱形体积的轴长，该棱柱形体积包括围绕第一模具周向表面的截面轮廓。在稳纸框内部空间中，第二成型表面的预定区域之上有一个浆料空间。也有用于向浆料空间增加纤维浆料的填充装置和用于沿着棱柱体积的轴长推动可移动湿成型模具的推压装置。此方法包括加入预定量的纤维浆料到浆料空间中并以预先选定的比例压缩装在浆料空间中的纤维浆料。然后预先成型的纤维束从稳纸框内部空间中移出并移动到纤维束修整台。在纤维束修整台，潮湿的预先成型的纤维束进一步紧密结合并在加热的成型模具之间在增压条件下干燥以便生产出精整的纤维束。经过修整台的处理之后，由垫板运载修整的纤维束到后处理台。后处理被认为包括诸如连接到外层的操作。
专利号为6582562的美国专利披露了一种通过可配合的第一和第二多孔模具用浆料生产模压部件的方法。在这种方法中，第一模具移动到浆料中而真空提供到第一模具以引起浆料在第一模具上成型所希望的厚度。第二模具由热空气源的热空气加热而第一和第二模具配合而真空在第一和第二模具配合过程中提供到第一和第二模具。这之后，模压部件从第一模具弹出并且该模压部件随着第二模具运动。第二模具移动而位于第二模具上的真空被释放以便允许模压部件与第二模具分开。这可以与传送带连接而完成。已说明300°F的干燥温度可以使用(相当于大约149℃)。
专利号为6136150的美国专利披露了一种实现模制槽中的原料流动的方法和装置。该专利说明了模制槽被用于生产例如鸡蛋盒或者其它包装产品等纤维产品。在这个专利中，提出了原料在模制槽中的流动被抽入模制槽底部并允许向上流过该模制槽的边缘。这导致了向上的流动并且该流动对于该方法中使用的在阳模上成型均匀厚度的纤维层应该很重要。
在生产诸如鸡蛋盒和喝水杯等纤维产品的过程中，希望最终产品的形状可以由可靠的方法控制。在许多应用中，也希望最终产品具有基本相等强度性能使得最终产品在一个方向不比另一个方向容易弯曲。如果用热对纤维产品脱水，也希望热量不烧坏纤维产品的表面。也希望水蒸汽可以高效地排空。
本发明的一个目的是提供一种用原料生产纤维产品的改进的方法和改进的机器。在本发明的优选实施例中，该方法以实现最终产品形状改进的控制的方式和这样设计的机器完成。在本发明的有利实施例中，最终产品也可以获得基本相等的强度性能。本发明的其它目的包括高效脱水和避免烧坏最终产品的表面。
发明内容
本发明涉及用原料生产纤维产品的方法。本发明的方法包括提供可透过空气和水的第一工具并提供第二工具。该第二工具被加热到至少220℃的表面温度。设置一模制槽并且将原料送入模制槽。第一工具浸入模制槽中的原料中，通过第一工具施加吸力使初级纤维产品形成在第一工具上。然后从原料上移开第一工具并且使该第一工具与该第二工具抵靠，从而形成的纤维产品夹在第一和第二工具之间。成型的纤维产品由第二工具加热从而成型的纤维产品中的至少一部分水分蒸发。
成型的纤维产品可以随后进行至少一道附加的脱水工序，其中纤维产品夹在一对相对的工具之间。从纤维产品中去除水分直到其干固体物质含量已经达到优选至少70％。当纤维产品的干固体物质含量达到至少70％时，通过微波进行最终干燥。在利用微波的最终干燥之前，纤维产品可以经历蒸汽以便得到更均匀的湿量。
在第一工具和第二工具之间完成的加热和蒸发工序应该优选为持续时间不超过1秒。在成型工序过程中，纤维产品适宜于脱水到干固体物质含量以重量计为18-22％，优选以重量计为20％。
使用的原料适宜的干固体物质含量以重量计为0.4-0.7％。优选地，原料的干固体物质含量以重量计为0.5％。合适的原料可以由化学热机械浆料(CTMP)制成。
在本发明的优选实施例中，在实际成型工序过程中，没有原料被送入模制槽中。这可以例如利用在成型工序中引起来自机器箱(machine vat)的原料绕过模制槽实现。在成型工序之后，机器箱中的原料可以再次送入模制槽。成型工序优选为1-2秒。
第一工具和第二工具应该优选以产生不超过1MPa并优选为不超过900KPa的过压的力彼此抵靠。实际上，在一些情况中适合使用很低的压力并且该压力可以在10-900KPa的范围内。也可以想象，根本没有机械压力施加。
当纤维产品夹在第一工具和加热的第二工具之间时，吸力优选也应该施加到第一工具。在优选实施例中，第二工具也可以透过空气和水。当纤维产品夹在工具之间时，吸力然后也施加到第二工具上，因此蒸汽和水通过第一和第二工具而抽出。
本发明也涉及一种用原料生产纤维产品的机器。该机器包括用于装原料的模制槽和可透过空气和水的第一工具。该机器还包括可透过空气和水的第二工具。该机器具有连接到第一工具用于降低第一工具到箱中并提升第一工具到箱之外并用于使第一工具和第二工具抵靠的装置。吸引装置，即，负压源，连接到第一工具。热源，即，加热装置，设置为加热第二工具并能够加热第二工具的表面到至少220℃的温度，以便当湿纤维产品夹在第一和第二工具之间时蒸发湿纤维产品中的水分。该机器进一步包括微波加热器，用于从前面已经在第一和第二工具之间脱水的纤维产品中另外去除水分。还有用于从第二工具到微波加热器传送纤维产品的装置。
优选地，机器箱设置为将原料通过管道提供给模制槽。也可以有选择地使用旁路管道，从而来自机器箱的原料可以直接传送到模制槽或者抽吸成环流(looped flow)。
在有利的实施例中，蒸汽浴可以布置在微波加热器之前，以便将要通过微波加热器的纤维产品可以在被微波加热器处理前进行蒸汽浴。
第一工具优选地包括已经烧结到一起以形成多孔主体的颗粒。在优选实施例中，第二工具也包括已经烧结到一起以形成多孔主体的颗粒。当然，应该理解除了烧结工具之外的其它工具也可以考虑。
在有利的实施例中，第一和第二工具设置在可以在不同角位之间旋转的支架上。
除了第一和第二工具之外，其它工具可以设置在从第一和第二工具对到微波加热器的路径中，附加工具形成协作工具对，在此纤维产品进行附加的脱水，附加工具进一步布置成向微波加热器传送纤维产品。
附图说明
图1是本发明方法中使用的机器布置的简图表示。
图2a-2h显示了成型工具浸入槽中装的原料中的顺序。
图3显示了成型工具浸入原料中的更大的详图。
图4显示了图3的成型工具，其中纤维产品成型在工具上。
图5显示了第一工具与第二工具配合以及纤维产品怎样夹在两个工具中间。
图6以透视图显示了一组工具支架设置成一个序列。
图7显示了与图6一样的一组工具支架，但是是从上面看。
图8显示了图6和图7中显示的工具支架的侧视图。
图9显示了已经干燥的纤维产品是怎样传送到输送带的。
图10显示了图1中显示的机器的一部分。
图11显示了本发明中使用的工具对的分解图。
图12显示了图11中显示的工具对的截面。
图13显示了图12中显示的工具的微观结构的更多细节。
图14以透视图显示了配备多个工具的工具支架。
图15A-C显示了和现有技术相比较的根据本发明制造的模压产品的性质。
图16详细显示了本发明方法中使用的工具的一个有利实施例。
具体实施方式
现在参照图1。在图1中，显示了用于生产纤维产品的机器。在图1的左侧，原料准备部分指示浆料包20可以被分解和溶于碎浆机22中的原料内而随后传送到机器箱(machine vat)7。在机器箱7中，原料可以通过搅拌装置21保持运动以避免絮凝。原料可以从机器箱7通过管道8送入根据本发明的过程中使用的槽6。在本发明的优选实施例中，在实际成型工序中没有原料被送入模制槽6中。这可以例如通过在实际成型工序中使原料从机器箱7绕过模制槽6而实现。在成型工序之后，机器箱7中的原料可以再次被送入模制槽6中。成型工序适宜持续1-2秒。当没有浆料送到模制槽6时，模制槽6中的浆料19可以处于静止状态。这就使得成型的纤维产品在所有方向获得更一致的性能，因为纤维的取向将更随机。为了避免在通向模制槽6的管道中絮凝，原料可以在成型过程中通过一个旁路管道9送入以便原料保持运动。在纤维产品在工具1上成型后，纤维产品在相对的工具对之间被脱水并接着送到微波加热装置17进行最后干燥，上述工具浸入保持在槽6中的原料内。传送带15可以用于传送纤维产品10到微波加热器17。在生产线的末端，可以有一收集单元23，该单元用于将最终产品10放入架子24中，收集单元23可以有一吸引装置(未显示)以便能够拾取已干燥的产品10。
现在将参考图2a-2h和图3-5解释这个过程的功用。在图2a中，第一工具1设置在支架14上，该支架可以在轴或销14上旋转。在图2b中，支架13被枢转或旋转到第一工具1与装在槽6中的原料19面对的位置。第一工具1设置在支架13上，使之可以被降低到原料19中。这可以通过用于降低和提升与支架13有关的第一工具1的特殊装置实现。这样的装置可以包括可伸缩的液压操作臂18，该操作臂在例如图2c中示意性地表示。第一工具1现在降低到原料19中，直到它到达图2d所示的位置。这个位置在图3中更详细地显示。如可以在图3中看出，第一工具1有一个与将要成型的纤维产品的形状相对应的轮廓表面25。第一工具1可以透过空气和水。其也与一负压源连接，即，能够施加吸力通过第一工具1的吸引装置2，因此水和纤维被吸入第一工具1。水将穿过第一工具1并可以通过一个回流管(未显示)被送回原料19中。然而，纤维将停留在第一工具1的轮廓表面25并形成如图4中表示的初级纤维产品10。这样，第一工具1作为用于初始成型纤维产品的成型工具。使用的原料优选基于化学热机械浆料(CTMP)，但也可以是其它可构想到CTMP的浆料。CTMP在这个背景下是一种优选的浆料，因为它是基于CTMP的相对容易脱水的原料。原料的浓度可以是以重量计0.5％或者以重量计大约0.5％。然而其它浓度值也可以被构想到。
初始成型工艺可能花费1-2秒。当初始成型工艺完成时，第一工具1(成型工具)被从如图2e所表示的原料19中升起。成型的纤维产品10此刻的干固体物质含量大约为20％但是干固体物质含量也可以稍微低点或者稍微高点，实际上在一个范围内，例如18-22％。如图2f-2h所示，然后支架13可以旋转而第一工具1再次被臂18移动离开支架13的主体。在图2f-2h中，第一工具1水平移动到图中右侧。然而，应该理解其它方向和移动的类型也是可能的。第一工具移动是为了与如图2h和图5中更详细的象征性表示的第二工具3配合。在这个移动过程中，吸引装置2持续活动因此初级纤维产品10被第一工具1紧紧夹持住。第二工具3的轮廓表面26与第一工具1的轮廓表面25匹配。当第一工具1遇到第二工具3时，成型的纤维产品10保持在工具1、3之间。在图中，第一工具1显示为阳模(male tool)而第二工具3显示为阴模(female tool)。这被认为是最合适的解决方法，因为它使得成型过程更容易，但是第一工具1也可以是阴模。加热装置5设置为用来加热第二工具3，因此第二工具3的轮廓表面26温度优选达到至少220℃。大大高于220℃的温度也可以使用。第二工具3实际的表面温度区间可以是220℃-400℃。尽管第二工具3的表面温度应该优选至少220℃以便实现有效脱水，应当理解可以想到低于220℃的温度。例如，温度可以低到200℃。因此，温度区间可以是200℃-400℃。在优选实施例中，第二工具3也是一个可渗透的工具，而吸引装置4也可以与第二工具3连接以便当第二工具3与第一工具1相匹配时通过第二工具3施加吸力。由于第二工具3的高的温度，纤维产品10中的水蒸发。因为至少第一工具1是可渗透的，蒸汽可以从第一工具1排出。如果第一工具的吸引装置2起作用，这将有利于蒸汽的排出。如果第二工具3也是可渗透的，蒸汽也可以通过第二工具3排出，而且如果第二工具的吸引装置4起作用，这个过程将更高效。纤维产品10在蒸发过程中保持在工具1，3之间。当水在这样的高温下蒸发时，蒸发过程将是很激烈和突然的。根据一个流传广泛的理论，纤维产品将经受所谓的“冲击干燥(impulse drying)”过程。这意味着蒸发后离开纤维产品的水分将迫使纤维之间没有蒸发的剩余水分脱出。这导致非常高效的脱水。本发明没有被任何特定的理论所束缚在这样的环境下确切发生了什么。然而，实际经验表明表面220℃的温度导致很高效的脱水。观察到的是50％和更大的干燥度已经可以在工具1、3之间的第一脱水工序中获得。在工具1、3之间的压区(nip)中的时间应该优选为非常短而不多于1秒的时间为合适时间。在一些情况下，少于1秒的时间也是合适的。工具1、3之间的压区中的压力应该优选为不高于1MPa。优选地，机械压力不应该高于900KPa。例如，机械压力可以在10-900MPa的范围内。在一些情况下，压力可以实际为零。
现在参考图6。在图6中，可以看出数个工具支架13是怎么设置成一排的。如作为例子的图8中所表示的，每一个工具支架13是可枢转的并为了这个目的有一个轴14。轴14可以与工具支架一起旋转或者工具支架13可以支承在轴14上。在每一个工具支架13上有附加工具11、12，例如阳模11和阴模12。每一个工具11、12可以与至少一个在邻近的工具支架13上的其它工具一起形成压区。每一个工具11、12可以是可渗透的并与吸引装置连接，正如第一工具1和第二工具3一样。工具11、12可以设置在一个或者数个可伸缩臂18上或一些其它致动器上来移动工具11、12远离或者朝向它们各自的支架13。这样，一个支架13上的工具11可以水平向相邻支架13上的工具12移动以便为保持在工具11、12之间的纤维产品脱水。工具11、12和它们的工具支架13也作为传送装置将纤维产品10传向微波加热器17。这个功能以下面的方式执行。纤维产品1 0利用通过可渗透工具1、3、11、12吸引而保持在阳模1、11或者阴模3、12上。作为一个例子，现在涉及纤维产品10初始保持在阳模1、11上的情况。臂18(或者臂组18)向阴模3、12移动阳模1、11。纤维产品10脱水。通过阳模1、11的吸引得以释放而纤维产品10此时将被通过阴模3、12的吸力所保持。阳模1、11回到其初始位置。阴模3、12的工具支架13此时将旋转180°因此纤维产品将面对新的阳模12。此时可以理解这个过程可以以这样的方式重复：纤维产品10被传送到下一个阳模并进一步朝向微波干燥器传送。工具11、12和它们的支架13因此设置为向微波加热器传送纤维产品10。为了另外说明附加工具11、12的配置，还参考图7。
如可以在图14中最清楚的看到，每一个工具支架13可以有多个工具12设置为互相紧挨着以便多个纤维产品10可以同时生产和精加工。应该理解：每一个附加工具对11、12可以和第一工具1(成型工具)和第二工具3以同样的方式起作用，而进一步的脱水可以在形成于附加工具对11、12之间的压区中发生。附加工具对11、12这时既可用于脱水也可用于传送纤维产品10。在本发明的有利实施例中，第一工具1和第二工具3之间的压力可以保持相对低同时在随后的工具对11、12之间使用更高的压力和更低的温度。例如，高达1MPa的较高压力可以在上一个工具对11、12之间的加压压区中使用。应该理解，通常，附加脱水发生在附加工具11、12之间的加压压区中。当使用了多于两个压区时，压区中的压力可以从压区到压区增加，因此在第一个压区中使用了最低的压力，在随后的压区中使用了更高的压力并且在最后的压区中使用了最高的压力。压力可因此从压区到压区逐步地增加。
参考图9a-9h，传送带15可以设置在工具路径末端。图9a显示了最后一个工具支架13是如何在水平位置的。应该理解，纤维产品10由吸力保持到阳模11上。工具支架13设置在传送带15之上。在图9b中，工具支架13旋转因此工具11此时面对传送带15。工具11如图9c所示向下移动，而吸力不起作用引起纤维产品落在传送带15上。可能地，空气也可以吹透工具11以有助于纤维产品10离开工具11。然后纤维产品将被输送向微波加热器，同时工具11回到其如图9e-9h所示的初始位置。
在图10中，可以看出微波加热器17如何在前方具有用于在纤维产品10上吹蒸汽的蒸汽浴16。这样做的目的是在纤维产品10中达到一个更平均的湿度分配。应该理解，蒸汽的使用是本发明的一个可选择的特征，也可以设想本发明的实施例没有使用蒸汽。优选地，纤维产品在到达微波加热器17前被脱水到干固体物质含量至少70％。然而，应当理解，纤维产品也可以以干固体物质含量低于70％到达微波加热器。
现在将参照图11-13下更加详细地解释根据本发明可能实施例的工具1、3、11、12的设计。图11是第一工具1和第二工具3的分解图。如图11所示，加热器5可以设置为接近第二工具3，尽可能直接与第二工具3连接或者与第二工具3有一定距离。如可以在图12中看出，工具1、3都设置有水和空气可以通过的通道27。如图12中所示，工具1、3可以包括不同的层28、29、30。这些层是具有不同渗透性的工具结构的一部分。内层28形成具有较高程度渗透性的底部结构。中间层29具有相对较低的渗透性而薄的表面层30有更低的渗透性。工具可以有利地用烧结到一起的小金属球体制成以形成不同的层。如图13所示，表面层30可由小球体31形成而中间层29可以由稍微大的金属球体32形成。底部结构28是由最大的球体33形成。最小的颗粒31的直径可以在0.01mm-0.18mm的范围内，而中间层29中的颗粒32的直径可以在0.18mm-0.25mm的范围内。底部层中的较大颗粒或者球体33的直径可以在0.71mm-1mm之间。颗粒31、32、33可以是以金属粉末形式出售的颗粒类型，可以从瑞典CALLO AB，Poppelgatan1557139Nassjo获得。CALLO AB销售一种叫Callo25的金属粉末，这是一种颗粒直径为0.09-0.18mm的球形金属粉末。化学组成为89％的铜和11％的锌。合适的颗粒也可以由英格兰Lancashire OL12 9DT，Rochdale，Buckley Road的Makin金属粉末有限公司获得。
工具1的孔隙度大约是40％。40％的孔隙度值可以应用于所有层。本发明的实施例也可以设想为工具的不同层有不同的孔隙度。
较小球体31形成一个细微的表面层，该表面层有助于给纤维产品提供光滑的表面同时内部层28、29改善渗透性。穿过烧结结构的管道27可以具有到达工具表面改善渗透性的尖头。
现在参考图16。在图16的实施例中，第一工具1的表面25的一部分34已被覆盖或涂覆以便不可渗透或者基本不可渗透。在不可渗透点34上，将不形成纤维层。因此，纤维产品将具有形状与不可渗透点34相对应的孔。不可渗透点34可以通过例如油漆表面25的一部分或者用一张不可渗透材料覆盖表面25的一部分获得。应当理解，这个特征(不可渗透点)完全是可选择的，而且本发明可以在没有这个可选择的特征下实施。就方法而言，应当理解，可以理解本发明包括(选择性的)使用带有不可渗透点34的工具的步骤。可以独立于工具、机器或者方法是怎样设计或者完成的而采用如上使用了带有不可渗透点的工具的观点。
由烧结金属颗粒31、32、33提供的多孔结构具有水和蒸汽可以容易地经过工具1、3、11、12排出的优势。这降低了蒸发过程中分层的危险。这种烧结结构也具有蒸汽可以以很均匀的方式从工具的整个表面排出的优势。
高温使得高效脱水的优势得以实现。在微波加热器(当纤维产品潮湿时)之前以相对高的压力加压具有能够在微波干燥之前就获得良好的表面性能的优势。因此，在微波干燥后不一定必须挤压纤维产品，该挤压可能对纤维产品有害。微波加热工序具有改善的卫生条件的优势。高温的使用也使得纤维产品的表面变得更紧密而在弯曲刚度方面具有优势。
应当理解，在特定实施例中，可去掉微波加热或者用一些其它加热方法代替微波加热，例如IR加热。
应当理解，在成型过程中停止原料向模具6的进给可以与该过程是以何其它方式完成的无关。
本发明也涉及一种可以通过上述方法获得的纤维产品。在图15A-15C中，显示了按照本发明制造的模压产品的性能。图15A显示，质量方面(在许多使用模压纤维浆产品的领域，例如包装工业中很重要)可以得到明显地改善，因为本发明与现有技术的产品有关，例如通过热成型或者传统浆料成型制造的产品。据认为，根据本发明的产品质量高的一个原因是可以获得在600-900kg/m3范围内的高密度，而不会在纤维网络中引起任何薄弱环节。根据传统现有技术方法，将很少达到大于500的密度，也至少在质量方面不能低于所希望的水平。如图15C中可以看出，热成型浆料产品可以获得高于500kg/m3的水平。然而当使用包括在加压后加热的热成型时，纤维网络将部分分裂并将显著降低一些方面的质量，例如抗拉指数。特别是拐弯处和主体其它表现出尖锐弯曲/曲线的区域将在挤压后受到这些热量负面影响，而根据本发明，拐弯和有尖锐半径的区域也显示出和主体的基本平面区域基本上同类的连续、同质的网状结构，该结构又为产品基本上所有部分提供了同样良好的质量。在有利实施例中，本产品的纤维网具有均匀的厚度或者基本均匀的厚度。然而，应当理解，通过所描述的方法得到的纤维产品可能、至少在特定情况下具有低于600kg/m3或者高于900kg/m3的密度。
根据本发明的另外一个主要优势是可以制造出主体两侧上非常光滑的表面。根据本发明生产出的产品可以容易地获得在约750-1000ml/min范围内的粗糙度。(ISO8729-2，Bendtsen)，然而传统模压浆料产品至少在一侧通常的粗糙度大大超过1500ml/min。可能提到过，传统产品通常表现出更高的粗糙度的一个原因是多数传统技术不使用金属线网形成表面。
根据本发明的另外一个优势是产品将获得高的抗拉指数，通常在65-100kNm/kg的范围内，与传统模压浆料产品相比，该抗拉指数真正是一个显著优势。(参见图15B)而且也获得良好的破损指数。另一个优势是表面层的结合强度将一定程度上高于在形成主体的网的中心部分附近的中间层的结合强度，因为本发明的方法将在表面层中的纤维之间获得更高的结合量。因此，获得了和I形梁相似的功能，即，刚度和抗弯强度得到改善。
最后，根据本发明的产品的一个方面当然的优势是：该产品可以通过不需要任何后续挤压获得，否则该过程将增加生产成本并如上所述对至少一些或者一个方面的质量也产生负面影响。在图15B中，显示了由于所有上述优点，根据本发明生产的产品的抗拉指数的值可以更高而和主体的形状无关；而根据传统方法，产品将表现出抗拉指数随着主体形状复杂度增加而降低。在表15C中，和本发明对照，表示了一些根据经验发现的两种现有技术方法的平均值，即，传统浆料模压和热成型。从这个表中明显看出，根据本发明的产品与现有技术的产品相比在有关质量方面有多个优势。

Claims (21)

1.一种用原料生产纤维产品的方法，该方法包括步骤：
a)提供可透过空气和水的第一工具(1)，
b)提供第二工具(3)并加热第二工具(3)到至少220℃的温度，
c)提供模制槽(6)并将原料送入模制槽(6)，
d)将第一工具(1)浸入模制槽(6)中的原料中，
e)通过第一工具(1)施加吸力，在第一工具(1)上成型初级纤维产品(10)，
f)将第一工具(1)从原料中移出，
g)将第一工具(1)抵靠在第二工具(3)上，使得形成的纤维产品(10)夹在第一和第二工具(1、3)之间并被第二工具(3)加热，以便成型的纤维产品(10)中的至少一部分水分被蒸发，以及
h)对成型的纤维产品(10)脱水直到其已经达到干固体物质含量至少70％，之后纤维产品(10)通过微波进行干燥，
其中，吸力也在纤维产品(10)夹在第一工具(1)和加热后的第二工具(3)之间时施加到第一工具(1)上，以及第二工具(3)也可以透过空气和水，并且当纤维产品(10)夹在第一工具(1)和第二工具(3)之间时吸力也施加到第二工具(3)上，以便蒸汽和水可以通过第一工具(1)和第二工具(3)排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一工具(1)和第二工具(3)之间进行的加热和蒸发工序持续不超过1秒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成型工序过程中，原料不送入模制槽(6)中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在成型工序过程中，来自机器箱(7)的原料绕过模制槽(6)，并且在成型工序之后，来自机器箱(7)的原料被送入模制槽(6)中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，成型工序持续1-2秒。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维产品(10)在相对的工具之间的多道脱水工序中脱水，接着在其被微波干燥前经过蒸汽。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料的干固体物质含量以重量计为0.4-0.7％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成型工序过程中，纤维产品(10)脱水到干固体物质含量以重量计为18-22％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以产生不超过1MPa的过压的力，将第一工具(1)和第二工具(3)彼此压靠。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压力在10-900KPa的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料由化学热机械浆料(CTMP)制成。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，原料的干固体物质含量以重量计为0.5％。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在成型工序过程中，纤维产品(10)脱水到干固体物质含量以重量计为20％。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，以产生不超过900KPa的过压的力，将第一工具(1)和第二工具(3)彼此压靠。
15.一种用原料制造纤维产品(10)的机器，该机器包括：
a)用于容纳原料的模制槽(6)，
b)可透过空气和水的第一工具(1)，
c)可透过空气和水的第二工具(3)，
d)连接到第一工具(1)的装置，用于降低第一工具(1)到模制槽(6)中和将第一工具(1)从模制槽(6)中提升以及将第一工具(1)与第二工具(3)抵靠，
e)连接到第一工具(1)的负压源(2)以及连接到第二工具(3)的负压源(4)，当纤维产品(10)夹在第一工具与第二工具(1、3)之间时将吸力分别施加到第一工具和第二工具(1，3)上；
f)热源(5)，设置为用来加热第二工具(3)并能够加热第二工具(3)的表面到至少220℃的温度，以便当湿纤维产品(10)夹在第一和第二工具(1、3)之间时蒸发湿纤维产品(10)中的水分，
g)微波加热器(17)，用于另外从已经预先在第一工具(1)和第二工具(3)之间脱水的纤维产品(10)中去除水分，以及
h)用于将纤维产品(10)从第二工具(3)转移到微波加热器(17)的装置。
16.根据权利要求15所述的机器，其特征在于，机器箱(7)设置为通过管道(8)向模制槽(6)提供原料，而也有一可以选择性使用的旁路管道(9)，使得来自机器箱(7)的原料可以直接传送到模制槽(6)或者抽吸成环流。
17.根据权利要求15所述的机器，其特征在于，蒸汽浴(16)布置在微波加热器(17)之前，使得将要穿过微波加热器(17)的纤维产品(10)可以在被微波加热器(17)处理前进行蒸汽浴。
18.根据权利要求15所述的机器，其特征在于，第一工具(1)包括已经烧结到一起以形成多孔主体的颗粒。
19.根据权利要求18所述的机器，其特征在于，第二工具(3)也包括已经烧结到一起以形成多孔主体的颗粒。
20.根据权利要求15-19中任一项所述的机器，其特征在于，第一和第二工具(1、3)设置在可以在不同角位之间旋转的支架上。
21.根据权利要求15-19中任一项所述的机器，其特征在于，除了第一和第二工具(1、3)之外，附加工具设置在从第一和第二工具到微波加热器(17)的路径中，附加工具形成协作工具对，在此纤维产品进行附加的脱水，并且附加工具进一步布置为向微波加热器(17)传送纤维产品(10)。
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