DE60111847T2

DE60111847T2 - Isolierender behälter

Info

Publication number: DE60111847T2
Application number: DE60111847T
Authority: DE
Inventors: Akira Haga-gun NONOMURA; Masaaki Suzuki; Atsushi Sato; Tadashi Nakata; Shinji Kodama; Shingo Odajima; Mitsuyuki Kubo
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: CN1426363A; KR100838924B1; US20040013830A1; KR20030007556A; AU2001252594A1; WO2001081183A1; EP1291283A1; DE60111847D1; EP1291283B1; CN1255302C; US7306834B2; EP1291283A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen wärmeisolierenden Behälter und ein Verfahren und einen Apparat zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft sie einen dünnwandigen und dennoch stark wärmeisolierenden Behälter und ein Verfahren und einen Apparat zur Herstellung desselben.
Hintergrund der Erfindung
Bekannte Techniken, die zur Formung von Papiermasse dienen, welche eine Schichtstruktur haben und ein Treibmittel oder ein Weichmachermittel enthalten, umfassen die Technik, die in JP-A-10-77600 offengelegt ist. Diese Technik verwendet ein Treibmittel oder ein Weichmachermittel, um eine Schicht mit diesem Mittel weich zu machen. Überwiegend auf die Verwendung als ein Dämpfungsmaterial ausgerichtet ist das sich ergebende Produkt zu weich als ein Verpackungsmaterial, und die Technik ist ungeeignet für die Anwendung auf dünnwandige und stark wärmeisolierende Behälter. Andererseits ist die in JP-A-4-263400 beschriebene Technik bekannt für die Bereitstellung eines aufschäumbaren Zellulosematerials unter Verwendung eines Treibmittels. Diese Technik wird auch angedacht für die Anwendung als ein Dämpfungsmaterial, so dass das Produkt zu weich ist für die Verwendung als ein Verpackungsmaterial und ungeeignet ist für die Anwendung auf dünnwandige und stark wärmeisolierende Behälter. Ferner haben die mittels dieser Technik hergestellten Produkte eine raue Oberfläche, welche bei Aufbringung einer Beschichtung nur zu einer ungleichmäßigen Beschichtung führt. Ferner haben die sich daraus ergebenden Papiermasseformen so schlechte Dimensionsgenauigkeit, dass sie nicht anwendbar sind auf Verpackungsmaterialien, die Verschraubungen, Einpassungen und Ähnliches benötigen. Zusätzlich produzieren sie leicht Papierstaub aufgrund der niedrigen Oberflächenschichtstärke.
Dementsprechend ist das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, einen dünnwandigen und stark wärmeisolierenden Behälter und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorzusehen.
JP-A-10-96200 ist ebenfalls bekannt als eine konventionelle Technik, die sich auf aus Papiermasse geformte Artikel mit einer Schichtstruktur bezieht, welche ein Treibmittel enthält, wobei ein feuchter, aus Papiermasse geformter Artikel, der das Treibmittel enthält, in eine Trocknungsform mit einem vorgegebenen Freiraum plaziert und das Treibmittel ausgedehnt wird, um den Freiraum auszufüllen. Der sich ergebende, geformte Artikel hat verbesserte Oberflächenglattheit. Weil das Material ein Dämpfungsmaterial ist, welches ein unter Hitze ausdehnbares, mikrogekapseltes Treibmittel enthält, ist die Oberfläche nichtsdestotrotz nicht bedruckbar, hat eine geringe Oberflächenstärke (Kratzbeständigkeit), erzeugt leicht Papierstaub und ist nicht glatt genug, um mit einer Kunststofffilmschicht beschichtet zu werden. Deshalb ist es ungeeignet für Anwendungen als Nahrungsmittel- oder Getränkebehälter, insbesondere solchen, in die heißes Wasser gegossen wird, wie für Anwendungen als Schalen für Instant-Nudeln.
Der Behälter des japanischen Gebrauchsmusters 3065471 ist ebenfalls bekannt als eine konventionelle Technik, die sich auf wärmeisolierende, aus Papiermasse hergestellte Behälter bezieht. Die Behälter, die aus einem inneren Behälter bestehen, der von einem äußeren Behälter mit Rippen umhüllt wird, sehen einen Zwischenspalt zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter vor, um dadurch Wärmeisolierung zu erzielen.
Obgleich der Behälter aufgrund des Zwischenspalts Wärmeisolierung aufweist, sind innerer und äußerer Behälter wegen der begrenzten Verbindungsflächen zwischen ihnen nicht ausreichend miteinander integriert, was den gesamten Behälter in der Formbeständigkeit schlecht macht. Insbesondere wird bei einer Verwendung als ein Behälter, in den heißes Wasser gegossen wird, der aus Papiermasse hergestellte, innere Behälter selbst leicht durch die Hitze und das Gewicht des heißen Wassers verformt. Für solche Anwendungen muss der innere Behälter eine dicke und starke Wand haben, die notwendiger Weise zu einem vergrößerten Gewicht führt. Deshalb ist der Behälter für solch eine Anwendung ungeeignet.
Zusätzlich wurde gewünscht, dass ein wärmeisolierender Behälter notwendiger Weise wärmeisolierende Eigenschaften und Stärke in bedürftigen Abschnitten entsprechend seiner Gestalt u.s.w. haben muss.
Dementsprechend ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, einen wärmeisolierenden Behälter vorzusehen, der wärmeisolierende Eigenschaften und Stärke in gewünschten Abschnitten entsprechend seiner Gestalt u.s.w. haben muss, und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorzusehen.
Ferner umfassen bekannte Techniken, die sich auf einen wärmeisolierenden, aus Papiermasse gefertigten Behälter mit einer inneren Schicht, einer äußeren Schicht und einer wärmeisolierenden Schicht zwischen der inneren Schicht und der äußeren Schicht beziehen, den wärmeisolierenden Behälter, der in JP-A-11-301753 offengelegt ist. Dieser offengelegte, aus Papiermasse geformte, wärmeisolierende Behälter hat einen Zwischenspalt, der als eine wärmeisolierende Schicht zwischen der aus Papiermasse geformten, inneren Schicht und äußeren Schicht dient. Da die wärmeisolierende Schicht ein Luftzwischenraum ist, kann der Behälter nicht eine gewünschte mechanische Stärke sicherstellen, ohne dass die Stärke der inneren Schicht und der äußeren Schicht durch Vergrößerung das Basisgewichts, der Dichte u.s.w. der inneren Schicht und der äußeren Schicht erhöht wird, was notwendiger Weise zu einer Vergrößerung des Gewichts des gesamten Behälters führt.
JP-A-2000-109123 informiert über einen Behälter, der ein inneres Material und ein äußeres Material, die beide ein aus Papiermasse hergestelltes Basismaterial umfassen, und eine Zwischenschicht umfasst, welche eine Papiermasse enthaltende, aufgeschäumte Schicht umfasst, die über einen Kleber dazwischen liegt. WO-9013708 legt ein dreischichtiges Material offen, das drei Faserschichten umfasst, deren mittlere Schicht eine niedrigere Dichte hat als die äußeren Schichten. Die PE-beschichtete Version wird für die Herstellung wärmeisolierender Tassen verwendet.
Weil jedoch das Papiermasse enthaltende Treibmittel nur ein geringes Ausdehnungsverhältnis erreicht, sollte es in einer großen Menge verwendet werden, um die gewünschten wärmeisolierenden Eigenschaften zu erreichen, welche zu hohen Kosten führt. Falls die Dicke des Basismaterials in einem Ansatz zur Reduzierung des Gewichts des Behälters reduziert wird, würde daneben der Kleber in das Basismaterial eindringen, um Farbveränderungen oder ein Anschwellen des Basismaterials zu verursachen. Daher ist nicht zulässig, den Kleber in einer Menge anzuwenden, die ausreichend ist, um eine genügende Haftung zwischen den Basismaterialien und der Zwischenschicht sicherzustellen. Folglich neigen die Basismaterialien und die Zwischenschicht dazu, leicht getrennt zu werden.
Dementsprechend ist ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen dünnwandigen und leichtgewichtigen, wärmeisolierenden Behälter vorzusehen, der eine hohe Eindrückbeständigkeit wie auch wärmeisolierende Eigenschaften hat.
Bekannte Apparate für die Herstellung von aus Papiermasse geformten Artikeln umfassen den Apparat von U.S. Patent 3,235,445. Der Apparat ist vom Drehtyp, in dem geformte Artikel in drei Schritten der Rotation der Papierherstellung, Kompression einer Papiermasseschicht und Entfernen der Papiermasseschicht kontinuierlich hergestellt werden.
Allgemein wird ein Papierherstellungsschritt für die aus Papiermasse geformten Artikel ausgeführt durch Verwendung eines Papierherstellungssiebs (ein Seidensieb wird in dem offengelegten Apparat verwendet), und ein Papierherstellungssieb wird bei wiederholter Verwendung leicht beschädigt. Deshalb muss der oben beschriebene Apparat jedesmal ausgesetzt werden, wenn der Papierherstellungsschirm repariert oder erneuert wird, was ungünstig ist für einen Apparat zur Herstellung wärmeisolierender Behälter mit reduzierten Kosten durch Vergrößerung der Herstellungseffizienz.
Dementsprechend ist ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Apparat für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters vorzusehen, der in der Lage ist, wärmeisolierende Behälter mit hoher Herstellungseffizienz zu produzieren.
Offenlegung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass ein dünnwandiger und hoch wärmeisolierender Behälter, der das erste Ziel der Erfindung erreicht, gefertigt werden kann durch Bildung einer Vielschichtfaserstruktur mit unterschiedlichen Dichten.
Abgeschlossen auf der Basis der obigen Entdeckung sieht die vorliegende Erfindung einen wärmeisolierenden Behälter vor, der mindestens eine erste, überwiegend aus Papiermasse hergestellte Faserschicht mit einer vorgeschriebenen Dichte und eine zweite Faserschicht hat, die innerhalb der ersten Faserschicht ausgebildet ist und eine niedrigere Dichte als die erste Faserschicht hat, wobei die erste Faserschicht eine Dicke von 0,2 bis 1 mm, die zweite Faserschicht eine Dicke von 0,4 bis 3 mm hat, und die Gesamtdicke der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht 0,6 bis 4 mm beträgt, und die Dichte der Behälterkörpers in seiner vertikalen Richtung variiert.
Die vorliegenden Erfindung sieht auch einen wärmeisolierenden Behälter vor, der mindestens eine erste, überwiegend aus Papiermasse hergestellte Faserschicht mit einer vorgeschriebenen Dichte und eine zweite Faserschicht, die innerhalb der ersten Faserschicht ausgebildet und aus einem Material hergestellt ist, das ein Treibmittel enthält und eine niedrigere Dichte hat als die erste Faserschicht, und eine dritte Faserschicht hat, die innerhalb der zweiten Faserschicht ausgebildet ist und eine höhere Dichte als die zweite Faserschicht hat, wobei der Behälter einen Flansch an seinem Öffnungsumfang hat, und die erste Faserschicht und die dritte Faserschicht am Umfang des Flansches miteinander verbunden sind.
Der wärmeisolierende Behälter, der von der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird, umfasst einen Behälter, der eine Treibmittelschicht anstelle der zweiten Faserschicht hat.
Die vorliegende Erfindung erreicht das zweite Ziel durch das Vorsehen eines Verfahrens der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters mit einer inneren Papiermasseschicht und einer äußeren Papiermasseschicht, die beide überwiegend aus Papierherstellungsmasse gemacht sind, welches das getrennte Ausbilden der inneren Papiermasseschicht und der äußeren Papiermasseschicht mittels Papierherstellung, das Einpassen eines Stapels der inneren Papiermasseschicht und der äußeren Papiermasseschicht im feuchten Zustand zwischen einer Patrize mit einem vorgeschriebenen Zwischenraum zu der inneren Papiermasseschicht und einer Matrize und das Trocknen des Stapels umfasst, um die innere Papiermasseschicht in Übereinstimmung mit dem Zwischenraum zu deformieren, um eine Differenz in der gesamten Schichtdicke zu produzieren.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren vor für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters, der die Herstellung einer feuchten, zu einem Behälter geformten Faserschicht aus einer Papiermasseschlämme mittels Papierherstellung, das Aufbringen eines Treibmittels auf die Innenfläche der feuchten Faserschicht, das Entwässern der Faserschicht und das Trocknen der Faserschicht zwischen einer Patrize mit einem vorgeschriebenen Abstand zu der Innenfläche und einer Matrize umfasst, um das aufgebrachte Treibmittel auszudehnen, wodurch die Dichte der inneren Hautschicht der Faserschicht abgesenkt und eine Differenz in der gesamten Schichtdicke in Übereinstimmung mit dem Abstand produziert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch herausgefunden, dass ein wärmeisolierender Behälter, der das dritte Ziel erfüllt, d.h. eines dünnwandigen und leichtgewichtigen, wärmeisolierenden Behälters mit einer gewünschten Eindrückbeständigkeit wie auch mit wärmeisolierenden Eigenschaften, durch Ausbilden einer Struktur erreicht werden kann, die aus einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht, die beide überwiegend aus Papiermasse für die Papierherstellung gefertigt sind, und einer wärmeisolierenden Schicht besteht, die aus einem wärmeisolierenden Material besteht, das zwischen die innere Schicht und die äußere Schicht gelegt ist, und die innere Schicht und die wärmeisolierende Schicht über eine Mischschicht aneinander befestigt sind, welche die Papiermasse und das wärmeisolierende Material umfasst.
Durch Erreichen der obigen Entdeckung sieht die vorliegende Erfindung einen wärmeisolierenden Behälter vor, der eine innere Schicht und eine äußere Schicht, die beide überwiegend aus Papiermasse für die Papierherstellung gefertigt sind und eine wärmeisolierende Zwischenschicht hat, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Mischschicht, welche die Papiermasse und das wärmeisolierende Material umfasst, zwischen der inneren Schicht, der äußeren Schicht und der wärmeisolierenden Schicht ausgebildet ist, und dass die innere Schicht oder die äußere Schicht und die wärmeisolierende Schicht über die Mischschicht aneinander befestigt sind.
Die vorliegende Erfindung erreicht auch das vierte Ziel durch Vorsehen eines Apparats für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters mit einer äußeren Schicht und einer inneren Schicht, die überwiegend aus Papiermasse getrennt hergestellt und miteinander über eine wärmeisolierende Schicht verbunden sind, welche ausgebildet ist durch Erzeugung eines Schaums von einem Treibmittel, welcher umfasst:
eine Vielzahl von Äußere-Schicht-bildenden Kerneinheiten, einen Übertragungsmechanismus für die Überführung der Äußere-Schicht-bildenden Kerneinheiten in eine Drehung, eine Äußere-Schicht-bildende Station, in der eine getrocknete äußere Schicht unter Verwendung der Äußere-Schicht-bildenden Kerneinheit gebildet wird, die durch den Übertragungsmechanismus überführt worden ist,
eine Vielzahl von Innere-Schicht-bildenden Kerneinheiten, einen Übertragungsmechanismus für die Überführung der Innere-Schicht-bildenden Kerneinheiten in eine Drehung, eine Innere-Schicht-bildende Station, in der eine feuchte innere Schicht, die ein Treibmittel hat, welches an seiner äußeren Oberfläche anhaftet, gebildet wird unter Verwendung der Innere-Schicht-bildenden Kerneinheit, die durch den Übertragungsmechanismus überführt worden ist, und
eine Vereinigter-Körper-formende Kerneinheit mit einem vorgeschriebenen Freiraum zur inneren Oberfläche der inneren Schicht, eine Trocknungsform mit einer Aushöhlung in Übereinstimmung mit der äußeren Schicht und eine Vereinigter-Körper-formende Station, in der die getrocknete äußere Schicht und die feuchte innere Schicht eingebracht werden zwischen der Trocknungsform und der Vereinigter-Körper-formenden Kerneinheit, um in einen vereinigten Körper eingestapelt zu werden, wobei dann die wärmeisolierende Schicht durch Erzeugung eines Schaums von dem Treibmittel ausgebildet wird, während das Profil des Vereinigter-Körper-formenden Kerns zu der inneren Schicht übertragen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung.
3(a) bis 3(f) zeigen schematisch teilweise den Fluß in der Produktion des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in denen 3(a) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine erste Faserschicht zu bilden; 3(b) den Schritt der Entwässerung und Trocknung der ersten Faserschicht zeigt; 3(c) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine dritte Faserschicht zu bilden; 3(d) den Schritt der Beschichtung der äußeren Oberfläche der dritten Faserschicht mit einem Treibmittel zeigt; 3(e) den Schritt der Stapelung der ersten Faserschicht und der dritten Faserschicht zeigt; und 3(f) den Schritt der Trocknung zeigt.
4 ist eine zur Hälfte vertikal geschnittene Darstellung, die eine dritte Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
5(a) bis 5(f) zeigen schematisch teilweise den Fluß in der Produktion des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in denen 5(a) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine äußere Papiermasseschicht zu bilden; 5(b) den Schritt der Entwässerung und Trocknung der äußeren Papiermasseschicht zeigt; 5(c) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine innere Papiermasseschicht zu bilden; 5(d) den Schritt der Beschichtung der äußeren Oberfläche der inneren Papiermasseschicht mit einem Treibmittel zeigt; 5(e) den Schritt der Stapelung der inneren Papiermasseschicht und der äußeren Papiermasseschicht zeigt; und 5(f) den Schritt der Trocknung zeigt.
6(a) und 6(b) veranschaulichen schematisch den Schritt der Bildung einer Kunststofffilmschicht in dem Verfahren der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in denen 6(a) eine schematische Schnittdarstellung eines Behälters ist, der in eine Vakuum bildende Maschine eingesetzt ist; und 6(b) eine vergrößerte Schnittdarstellung eines in 6(a) gezeigten Flansches ist, mit welcher der Kunststofffilm in engem Kontakt steht.
7 ist eine schematische Schnittdarstellung des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, die eine andere Ausführungsform des Flansches zeigt.
8 ist eine vertikale Teilschnittdarstellung, die schematisch eine Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
9(a) bis 9(f) zeigen schematisch einen Teil des Flusses in der Produktion des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in denen 9(a) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine äußere Schicht zu bilden; 9(b) den Schritt der Entwässerung und Trocknung der äußeren Schicht zeigt; 9(c) den Schritt der Papierherstellung zeigt, um eine innere Schicht zu bilden; 9(d) den Schritt der Beschichtung der äußeren Oberfläche der inneren Schicht mit einem Treibmittel zeigt; 9(e) den Schritt der Stapelung der inneren Schicht und der äußeren Schicht zeigt; und 9(f) den Schritt der Trocknung zeigt.
10 veranschaulicht schematisch eine erste Ausführungsform des Apparats für die Produktion eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine schematische, vertikale Teilschnittdarstellung eines Beispiels des wärmeisolierenden Behälters, der von dem Apparat nach der Ausführungsform produziert wird.
12(a) und 12(b) zeigen schematisch eine Kerneinheit, die in dem Apparat nach der Ausführungsform verwendet wird, in denen 12(a) eine vertikale Schnittdarstellung ist; und 12(b) eine Grundrissdarstellung ist.
13 zeigt schematisch den Schritt der Bildung einer äußeren Schicht in dem Apparat nach der Ausführungsform.
14 zeigt schematisch den Schritt des Umdrehens einer die äußere Schicht bildenden Kerneinheit in dem Apparat nach der Ausführungsform.
15(a) und 15(b) zeigen schematisch eine Übertragungseinheit, die in dem Apparat nach der Ausführungsform verwendet wird, in denen 15(a) eine Grundrissdarstellung ist, und 15(b) eine Seitenrissdarstellung ist.
16 veranschaulicht schematisch die äußere Schicht bildende Kerneinheit, die von einer Transporteinheit des Apparats nach der Ausführungsform transportiert wird.
17 veranschaulicht schematisch den Schritt der Trocknung einer äußeren Schicht unter Druck in dem Apparat nach der Ausführungsform.
18 veranschaulicht schematisch den Schritt des Entfernens der äußeren Schicht von der die äußere Schicht bildenden Kerneinheit in dem Apparat nach der Ausführungsform.
19(a) und 19(b) veranschaulichen schematisch den Schritt des Auftragens eines Klebers auf die äußere Schicht in dem Apparat nach der Ausführungsform, in denen 19(a) eine Darstellung vor dem Aufbringen ist, die teilweise im Schnitt dargestellt wird, und 19(b) eine teilweise vergrößerte Darstellung ist, die den aufgetragenen Kleber zeigt.
20 zeigt schematisch den Schritt der Bildung einer inneren Schicht in dem Apparat nach der Ausführungsform.
21 zeigt schematisch den Schritt der Bildung eines vereinigten Körpers in dem Apparat nach der Ausführungsform.
22 zeigt schematisch den Schritt der Trocknung des vereinigten Körpers in dem Apparat nach der Ausführungsform.
23 zeigt schematisch den Schritt des Trennens des vereinigten Körpers in dem Apparat nach der Ausführungsform.
24 zeigt schematisch den Schritt des Trennens des vereinigten Körpers in dem Apparat nach der Ausführungsform.
25 zeigt schematisch den Schritt des Überführens des vereinigten Körpers in dem Apparat nach der Ausführungsform.
26 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform des Apparats für die Produktion eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Ausführungsform.
Bester Mode für die Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird auf der Basis ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die erste Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in der das Bezugszeichen 110 den wärmeisolierenden Behälter bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt, ist der wärmeisolierende Behälter 110 ein wärmeisolierender, tassenförmiger Behälter, der aus einer ersten Faserschicht 111 mit einer vorgeschriebenen Dichte, einer zweiten Faserschicht 112, die auf der Innenseite der ersten Faserschicht 111 gebildet ist und eine niedrigere Dichte als die erste Faserschicht 111 hat, und einer dritten Faserschicht 113 besteht, die eine höhere Dichte als die zweite Faserschicht 12 hat. Die dritte Faserschicht 113 ist auf der Innenseite der zweiten Faserschicht 112 gebildet und ist dichter als die zweite Faserschicht 112, um eine innere Oberfläche mit vergrößerter Glattheit vorzusehen, so dass z.B. die innere Oberfläche auf Wunsch gleichmäßig beschichtet werden kann. Der wärmeisolierende Behälter 110 hat die zweite Faserschicht 112 in seinem Körper und Boden.
Vom Standpunkt der Formbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Eindrückbeständigkeit, geringen Wandstärke und Leichtgewichtigkeit des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung hat die erste Faserschicht eine Dicke (der Begriff "Dicke" nach seiner Verwendung hier und im Folgenden bezeichnet die trockene Dicke, die nach dem in dem weiter unten angeführten Beispiel 1.1 beschriebenen Verfahren gemessen wird) von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,4 bis 1 mm und noch stärker bevorzugt von 0,5 bis 1 mm.
Damit der wärmeisolierende Behälter der vorliegenden Erfindung die im Folgenden spezifizierten wärmeisolierenden Eigenschaften aufweist, hat die zweite Faserschicht eine Dicke von 0,3 bis 3 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 mm und noch stärker bevorzugt von 0,6 bis 3 mm. Selbst wenn die Dicke der zweite Faserschicht 3 mm übersteigt, wird keine weitere Differenz in den wärmeisolierenden Eigenschaften produziert.
Vom Standpunkt der Formbeständigkeit, Formbarkeit, Beständigkeit gegen die Inhalte und Leichtigkeit der Beschichtung und des Filmlaminierens ist vorzuziehen, dass die dritte Faserschicht eine Dicke von 0,2 bis 1 mm hat, vorzugsweise von 0,4 bis 1 mm und noch stärker bevorzugt von 0,5 bis 1 mm.
Damit der wärmeisolierende Behälter der vorliegenden Erfindung dünnwandig und leichtgewichtig ist, ist die Gesamtdicke der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht 0,6 bis 4 mm, vorzugsweise von 0,9 bis 4 mm und noch stärker bevorzugt von 1,1 bis 4 mm.
In Anbetracht dessen, dass der wärmeisolierende Behälter der vorliegenden Erfindung dünnwandig und trotzdem in der Lage einer Wärmeisolierung sein sollte, ist die Gesamtdicke der ersten, der zweiten und der dritten Faserschicht (d.h. die Dicke T13 in dem in 1 gezeigten Körper) vorzugsweise 0,8 bis 5 mm, stärker bevorzugt 1,3 bis 5 mm und besonders bevorzugt 1,6 bis 4 mm.
Die Dichten (der Begriff "Dichte" nach seiner Verwendung hier und im Folgenden bezeichnet eine Dichte nach Trocknung) der ersten und der dritten Faserschicht liegen vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,5 g/cm³, besonders von 0,4 bis 1,0 g/cm³, um Oberflächenglattheit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Wasserbeständigkeit, Formbeständigkeit und Eindrückbeständigkeit sicherzustellen.
Die Dichte der zweiten Faserschicht liegt vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,15 g/cm³, um ein im Folgenden spezifiziertes leichtes Gewicht und Wärmeisolationseigenschaften sicherzustellen.
Ausgelegt für die Verwendung als ein Nahrungsmittelbehälter insbesondere für heiße Nahrungsmittel wird von dem wärmeisolierenden Behälter mit der ersten und der zweiten Faserschicht verlangt, solche Wärmeisolationseigenschaften zu haben, dass ein Benutzer ihn in der Hand halten kann. Insbesondere ist vorzuziehen, dass die Temperaturdifferenz nach Messung entsprechend dem Verfahren in dem weiter unten beschriebenen Beispiel 1.1 zwischen 20 und 50 °C und besonders zwischen 25 und 40 °C beträgt.
Die Oberflächenglattheit der ersten und der dritten Schicht ist vorzugsweise derart, dass die durchschnittliche Mittellinienrauigkeit Ra und die maximale Höhe R_max, beide nach dem Verfahren von Beispiel 1.1 gemessen (in Korrespondenz zu JIS B0601), von 1 bis 8 μm bzw. 60 μm oder kleiner beträgt, vorzugsweise von 2 bis 6 μm bzw. 50 μm oder kleiner.
Somit ist der wärmeisolierende Behälter der Erfindung durch seine Dünnwandigkeit und Leichtgewichtigkeit und mit einer zweiten Faserschicht niedriger Dichte auf der Innenseite der ersten Faserschicht hoher Dichte ausgezeichnet nicht nur wegen der Wärmeisolation sondern auch wegen Formbeständigkeit und mechanischer Stärke (Eindrückbeständigkeit). Mit der dritten Faserschicht auf der Innenseite der zweiten Faserschicht hat der Behälter eine vergrößerte Glattheit seiner Innenfläche und deswegen höhere Beschichtbarkeit. Mit einer hohen Dichte und glatten äußeren Oberfläche weist die erste Faserschicht ausgezeichnete Bedruckbarkeit auf.
Der wärmeisolierende Behälter der vorliegenden Erfindung kann durch das Verfahren der Produktion eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, wie im Folgenden beschrieben.
Der wärmeisolierende Behälter der vorliegenden Erfindung wird produziert unter Verwendung von z.B. einem Satz von Formen, die aus Patrizen und Matrizen bestehen. Die Patrize, die verwendet werden kann, umfasst eine Form mit einem metallischen Papierherstellungsteil und einem Sieb, welches das Papierherstellungsteil bedeckt, wobei das Papierherstellungsteil einen abwärts gerichteten Vorsprung mit einer gewünschten Kontur hat, der mit der inneren Konfiguration eines zu bildenden Behälters korrespondiert und im Inneren Gas-/Flüssigkeitskanäle hat, die mit der Außenseite des Vorsprungs in Verbindung stehen. Die Matrize hat ein metallisches Entwässerungs- und Trocknungsteil mit einer Aushöhlung, deren innere Oberfläche mit dem Papierherstellungsteil der Patrize korrespondiert und im Inneren Gas-/Flüssigkeitskanäle hat, die mit der Innenseite der Aushöhlung in Verbindung stehen.
Die Patrize wird in eine dritte Faserschlämme eingetaucht, und die dritte Faserschlämme wird über die Gas-/Flüssigkeitskanäle angesogen. Die Fasern werden somit auf dem Sieb abgelagert, um eine feuchte dritte Faserschicht zu bilden.
Die dritte Faserschlämme, die für die Bildung der dritten Faserschicht verwendet wird, besteht vorzugsweise aus Papiermasse und Wasser. Sie kann zusätzlich zu den Papiermassefasern und dem Wasser anorganische Substanzen enthalten, wie Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide und Ähnliches. Der Anteil der zusätzlichen Komponenten ist vorzugsweise 1 bis 70% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 50% nach Gewicht, auf der Basis der Gesamtmenge der Papiermassefasern und der zusätzlichen Komponenten. Die Faserschlämme kann ferner geeignete Zusätze wie Faserdispergentien, Formhilfen, Farbstoffe oder Färbehilfen enthalten.
Nach der Ablagerung einer vorgeschriebenen dritten Faserschicht wird eine feuchte zweite Faserschicht, die ein Treibmittel enthält, auf der äußeren Seite der dritten Faserschicht entsprechend der Papierherstellung in einer zweiten Faserschlämme gebildet, welche das Treibmittel enthält. Die zweite Faserschicht kann auf dieselbe Weise wie die dritte Faserschicht gebildet werden.
Die für die Bildung der zweiten Faserschicht verwendete Faserschlämme (zweite Faserschlämme) kann die für die Bildung der dritten Faserschicht verwendet Faserschlämme sein, in der ein Treibmittel aufgelöst oder verteilt worden ist.
Durch die Verwendung der zweiten Faserschlämme, welche das Treibmittel enthält, ist das Treibmittel in der gebildeten zweiten Faserschicht mit dem Feststoffinhalt der zweiten Faserschlämme verfilzt. Folglich können wärmeisolierende Eigenschaften mit einer geringen Menge des Treibmittels wirksam werden, und die zweite Faserschicht besitzt die Charakteristik einer jeden Komponente. In den Fällen, in denen die zweite Faserschlämme Papiermassefasern enthält, kann bei niedrigen Kosten ein Behälter produziert werden, der ausgezeichnet ist in Eindrückbeständigkeit und Beständigkeit gegen Greifen.
Zur Trocknung werden die feuchte dritte und zweite Faserschicht überwiegend gegen die Patrize gerichtet und getrocknet, während sie von dem aus dem Treibmittel erzeugten Schaum gegen die Patrize gedrückt werden. Folglich kann eine hohe Trocknungseffizienz erreicht werden. Ferner erzeugt die Ausdehnung des Treibmittels Durchgänge für Dampf, so dass die dritte und die zweite Faserschicht in kurzer Zeit ohne Ungleichmäßigkeit getrocknet werden kann.
Um ein Ansengen und Ähnliches aufgrund der Hitze zu unterdrücken, liegt die Treibtemperatur des Treibmittels vorzugsweise zwischen 100 und 190 °C, stärker bevorzugt zwischen 110 und 160 °C. Treibmittel mit einer solchen Treibtemperatur und Verteilbarkeit in einer Faserschlämme umfassen mikrogekapselte Treibmittel, ausdehnbare Kunststoffe und anorganische Treibmittel wie Natriumbikarbonat. Bevorzugt unter ihnen sind mikrogekapselte Treibmittel besonders aufgrund ihres Ausdehnungsverhältnisses. Mikrogekapselte Treibmittel, die bevorzugt verwendet werden, umfassen jene mit Butan, Pentan u.s.w., das in Vinyldichlorid, Acrylnitril u.s.w. gekapselt ist.
Die Menge des Treibmittels, die in der zweiten Faserschlämme verteilt ist, ist vorzugsweise 4 bis 30% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 25 % nach Gewicht, auf der Basis des Gesamtgewichts des wärmeisolierenden Behälters, um die Dichte und Dicke der zweiten Faserschicht innerhalb der oben spezifizierten Bereiche zu steuern, die Produktionskosten zu minimieren und die Wärmeisolationseigenschaften nach der Erzeugung des Schaums sicherzustellen (z.B. solche Wärmeisolationseigenschaften, dass ein Benutzer mit der Hand den Körper des Behälters greifen kann, der heißes Wasser von ungefähr 100 °C enthält).
Dann wird die erste Faserschicht gebildet durch Eintauchen der Patrize in einer ersten Faserschlämme, um eine Faserschicht auf der Außenseite der zweiten Faserschicht durch Ansaugen auf dieselbe Weise abzulegen wie oben beschrieben. Die erste Faserschlämme kann von derselben Art sein wie die dritte Faserschlämme.
Die für die Bildung der ersten bis dritten Schicht verwendeten Faserschlämmen können Schlichtmittel, Pigmente, Fixiermittel und Ähnliches in geeigneter Weise enthalten.
Nachdem eine vorgesehene Anzahl von Faserschichten (im Folgenden auch eine "Vielschichtfaserstruktur" genannt) gebildet ist, wird die Patrize aus der Schlämme hochgezogen und in eine passende Matrize eingebracht, und die feuchte Vielschichtfaserstruktur wird entwässert. Während die feuchte Vielschichtfaserstruktur unter Druck entwässert wird, wird der Wassergehalt der Struktur aufgesogen und über die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize und Matrize abgegeben. Die Druckkraft in dem Schritt der Entwässerung der Vielschichtfaserstruktur unter Druck ist vorzugsweise 0,4 bis 2,0 MPa, stärker bevorzugt 0,5 bis 1,0 MPa, um eine hohe Entwässerungseffizienz zu erreichen, und um die Profile der Formen mit hoher Präzision auf die Vielschichtfaserstruktur zu übertragen.
Die Vielschichtfaserstruktur wird dann durch Erhitzen getrocknet, um das Treibmittel in der zweiten Faserschicht zur Ausdehnung zu bringen, um die Dichte der zweiten Faserschicht abzusenken. Die Druckkraft beim Heißtrocknen ist vorzugsweise 0,05 bis 1,0 MPa, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,6 MPa, um das Treibmittel wirksam zur Ausdehnung zu bringen, um eine zweite Faserschicht mit vorgegebener Dichte und Dicke vorzusehen. Der Wassergehalt der Vielschichtfaserstruktur wird in der Form von Dampf über die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize und Matrize während des Heißtrocknens ausgetrieben.
Die Heißtrocknungstemperatur sollte auf oder über der Treibanfangstemperatur liegen, aber nicht so hoch sein, dass ein Versengen verursacht wird, und derart sein, dass eine hohe Trocknungseffizienz eingehalten wird. Von diesen Standpunkten aus ist die Heißtrocknungstemperatur vorzugsweise 150 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C.
Nach dem Trocknen auf einen vorbestimmten Wassergehalt (5 bis 10%) wird der Druck durch die Patrize und Matrize gelöst, um das Heißtrocknen abzuschließen. Die Formen werden geöffnet und die so gebildeten Behälter werden herausgenommen und nach Bedarf beschnitten. Damit ist der Produktionszyklus abgeschlossen.
Nach dem oben beschriebenen Verfahren der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters kann ein dünnwandiger und hoch wärmeisolierender Behälter bequem produziert werden.
Außer mit dem Verfahren unter Verwendung einer Patrize und Matrize kann der Behälter der vorliegenden Erfindung auch hergestellt werden durch das folgende Verfahren, das einen Satz von geteilten Formen verwendet, die vereinigt werden, um eine Papierherstellungsform mit einer Aushöhlung von vorgegebener Gestalt zu bilden. Die verwendeten Teilformen haben jede eine Vielzahl von Löchern, die mit der Aushöhlung und der Außenseite verbunden sind, und ihre Innenseite ist mit einem Sieb mit vorgegebener Maschenweite bedeckt.
Die Teilformen werden stumpf anstoßend zusammengeführt und die erste Faserschlämme wird unter Druck eingegossen, d.h. in die Aushöhlung unter Evakuierung der Aushöhlung über die miteinander verbundenen Löcher injiziert. Der Wassergehalt der ersten Faserschlämme wird aufgesogen und die Fasern werden auf dem Sieb angesammelt, um eine vorgegebene erste feuchte Faserschicht zu bilden. Nachfolgend wird die zweite Faserschlämme in die Aushöhlung injiziert, um eine vorgegebene zweite feuchte Faserschicht auf der Innenseite der ersten Faserschicht zu bilden.
Während die Aushöhlung fortgesetzt durch Saugen evakuiert wird, wird ein hohles, elastisch dehnbares Druckteil in die Aushöhlung eingeführt. Ein Fluid unter Druck wird in das Druckteil eingeführt, um es wie einen Ballon aufzudrücken. Das aufgedrückte Druckteil drückt die Vielschichtfaserstruktur an die innere Wand der Aushöhlung, um sie so zu entwässern und das Profil der Aushöhlung auf die Faserstruktur zu übertragen. Das Druckteil ist aus Urethan, Fluorgummi, Silikongummi, Elastomeren u.s.w. hergestellt, die ausgezeichnet sind hinsichtlich Zerreißfestigkeit, Schlagfestigkeit und Dehnbarkeit. Das unter Druck stehende Fluid umfasst Druckluft (Heißluft), Öl (erhitztes Öl) und andere Flüssigkeiten. Die Druckkraft des Druckteils bei der Entwässerung ist vorzugsweise 0,4 bis 2,0 MPa, stärker bevorzugt 0,5 bis 1,0 MPa, um Entwässerungseffizienz sicherzustellen und für eine präzise Übertragung des inneren Profils der Aushöhlung.
Nachdem das Profil der Aushöhlung ausreichend auf die Vielschichtfaserstruktur übertragen und die Faserstruktur unter Druck auf einen vorgegebenen Wassergehalt entwässert worden ist, wird die Zufuhr der unter Druck stehenden Fluids angehalten und das Druckteil wird zum Schrumpfen gebracht und aus der Aushöhlung entfernt. Die Papierherstellungsform wird geöffnet, und die ungetrocknete Vielschichtfaserstruktur wird zu einer Trocknungsform übergeführt.
Ähnlich der Papierherstellungsform ist die Trocknungsform von dem Typ, dass ein Satz von Teilformen stumpf anstoßend zusammengeführt wird, um eine Aushöhlung zu bilden, die mit der Kontur eines zu produzierenden, geformten Artikels korrespondiert. Die Trocknungsform wird auf eine vorgegebenen Temperatur erhitzt. Die Heiztemperatur kann dieselbe sein wie in dem oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Patrize und einer Matrize.
Ein Druckteil ähnlich demjenigen, das in dem Papierherstellungsschritt verwendet wurde, wird in die Vielschichtfaserstruktur eingefügt, und ein unter Druck stehendes Fluid wird in das Druckteil eingeführt, um es auszudehnen. Die Vielschichtfaserstruktur wird beim Andruck an die Innenwand der Aushöhlung durch das sich ausdehnende Druckteil getrocknet. Die Druckkraft des Druckteils in dem Heißtrocknungsschritt ist vorzugsweise 0,05 bis 1,0 MPa, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,6 MPa, um das Treibmittel in der zweiten Faserschicht wirksam auszudehnen. Nachdem der geformte Artikel ausreichend getrocknet worden ist, wird das unter Druck stehende Fluid aus dem Druckteil abgezogen, und das zusammengeschrumpfte Druckteil wird entfernt. Die Trocknungsform wird geöffnet, um den wärmeisolierenden Behälter herauszunehmen. Nach dem Beginn des Heißpressens kann die Druckkraft dann, wenn die Temperatur der zweiten Faserschicht die Treibanfangstemperatur des Treibmittels erreicht hat, abgesenkt werden, um dadurch die zweite Faserschicht wirksam und effizient zur Ausdehnung zu bringen, während die Dichten der ersten Faserschicht und der dritten Faserschicht vergrößert werden.
Der so produzierte wärmeisolierende Behälter hat eine dünne Wand und ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften. Er hat den Körper und den Boden integriert vereinigt ohne Säume im Körper und Boden und weist deshalb eine hohe Festigkeit auf.
Nach dem Verfahren der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung kann die zweite Faserschicht wie folgt gebildet werden. Die erste Faserschicht wird auf dieselbe Weise produziert wie in dem oben beschriebenen Verfahren der Produktion eines wärmeisolierenden Behälters. Dann wird das Treibmittel auf der Innenseite der ersten feuchten Faserschicht aufgebracht. Die erste Faserschicht wird unter einem vorgegebenen Druck auf dieselbe Weise entwässert wie die Vielschichtfaserstruktur und dann unter Erhitzen und einem vorgegebenen Druck auf dieselbe Weise getrocknet wie in dem oben beschriebenen Heißtrocknungsschritt. Worauf das Treibmittel Schaum erzeugt, um die Dichte der Inneren Hautschicht der ersten Faserschicht zu reduzieren, um die zweite Faserschicht zu bilden.
Das Treibmittel kann aufgebracht werden z.B. durch Aufbereiten einer das Treibmittel enthaltenen Flüssigkeit durch Auflösen oder Verteilen des Treibmittels in Wasser und Aufsprühen der Flüssigkeit mit einem Sprüher.
2 ist eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung. Elemente, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform identisch sind, haben dieselben Bezugszeichen, und deshalb ist die Beschreibung hier weggelassen. Dementsprechend gilt die bei der ersten Ausführungsform gegebene Beschreibung auf geeignete Weise für jene Einzelheiten der zweiten Ausführungsform, auf die hier nicht Bezug genommen wird.
Der wärmeisolierende Behälter 110' der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform hat eine erste Faserschicht 111, die aus der ersten Faserschlämme mittels Papierherstellung hergestellt wird, eine dritte Faserschicht 113, die aus der dritten Faserschlämme mittels Papierherstellung hergestellt ist, und eine Treibmittelschicht 112' zwischen der ersten Faserschicht und der dritten Faserschicht. Der wärmeisolierende Behälter 110' hat einen Flansch 114'. Der Flansch 114' besteht aus der dritten Faserschicht 113 und der ersten Faserschicht 111, die ohne eine Treibmittelschicht 112' zusammengefügt sind.
Der wärmeisolierende Behälter 110' nach der zweiten Ausführungsform wird hergestellt durch Ausbilden einer dritten Faserschicht 113 mittels Papierherstellung unter Verwendung der dritten Faserschlämme, Zuführen einer Flüssigkeit, die ein Treibmittel aber keine Fasern anstelle der zweiten Faserschlämme enthält, zu der äußeren Oberfläche der dritten Faserschicht 113, um die äußere Oberfläche der dritten Faserschicht 113 mit der Flüssigkeit zu imprägnieren, Stapeln der dritten Faserschicht 113 auf eine getrennt aus der ersten Faserschlämme mittels Papierherstellung gebildete erste Faserschicht 111 und Trocknung des Stapels zu einem vereinigten Körper.
Bei der Produktion des wärmeisolierenden Körpers 110' werden die dritte Faserschicht 113 und die erste Faserschicht 111 mittels Papierherstellung getrennt gebildet. Jede Faserschicht kann gebildet werden unter Verwendung einer Patrize und einer Matrize. Z.B. hat die Patrize ein Papierherstellungsteil und ein aus Kunststoff gefertigtes Sieb mit vorgegebener Maschenweite und Drahtstärke, welches das Papierherstellungsteil bedeckt, wobei das Papierherstellungsteil einen abwärts gerichteten Vorsprung mit einer gewünschten Kontur und in seinem Inneren Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle hat, die mit der Außenseite des Vorsprungs in Verbindung sind. Das Papierherstellungsteil der Patrize ist aus einem elastischen Material hergestellt, wie ein wärmebeständiges und korrosionsbeständiges Gummi. Durch die Verwendung einer Form mit einem aus elastischem Material gebildeten Papierherstellungsteil kann ein geformter Artikel mit einem komplizierten Oberflächenprofil oder ein tief gezogenes Teil produziert werden. Die Matrize ist eine metallische Form mit einer Aushöhlung, deren inneres Oberflächenprofil mit der Kontur des Papierherstellungsteils der Patrize korrespondiert, und die in ihrem Inneren Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle hat, die mit der Innenseite der Aushöhlung in Verbindung sind. Die Matrize, die mit einer Heizeinrichtung ausgerüstet ist, wird verwendet, um nicht nur der Entwässerung sondern auch der Trocknung zu dienen.
Wie in 3(a) und 3(c) gezeigt, werden eine Patrize 101 und eine Patrize 103 in jeweilige Tanks P1 und P3 eingetaucht, die mit den jeweiligen Faserschlämmen gefüllt sind, und die Schlämmen werden durch die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle (nicht gezeigt) aufgesogen, um die Papiermassefasern auf den jeweiligen Sieben (nicht gezeigt) abzulagern, um eine erste feuchte Faserschicht 111 und eine dritte feuchte Faserschicht 113 auf den Sieben zu bilden.
Hinsichtlich einer ausreichenden Menge gasförmiger Bläschen, die vom Treibmittel erzeugt werden, um eine Treibmittelschicht 112' zu bilden, wird die erste Faserschicht 111 getrock net, um ihre Dichte zu vergrößern, bevor die dritte Faserschicht 113 darauf gestapelt wird. Im Detail: nach einer vorgegebenen Zeit der Papierherstellung wird die Patrize 101 aus der Schlämme herausgezogen und in eine zu der Patrize 101 passenden Matrize 102 eingepasst, wie in 3(b) gezeigt, und die erste Faserschicht 111 wird unter Druck durch das Papierherstellungsteil der Patrize 101 entwässert. Die Matrize 102 wird durch die Heizeinrichtung (nicht gezeigt) erhitzt, um die erste Faserschicht 111 zu trocknen, um ihre Dichte zu erhöhen. Während die erste Faserschicht 111 entwässert und getrocknet wird, wird der Wassergehalt (Wasser und Dampf) der ersten Faserschicht 111 aufgesogen und über die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle der Patrize 101 nach außen abgegeben.
Für die Verbesserung der Entwässerungseffizienz zur Erhöhung der Dichte ist die Druckkraft bei dem Entwässern und Trocknen der ersten Faserschicht 111 vorzugsweise 0,2 bis 3 MPa, stärker bevorzugt 0,4 bis 1,5 MPa. Die Formtemperatur (die Temperatur der Matrize 102) beim Trocknen der ersten Faserschicht 111 ist vorzugsweise 150 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C, für das Erreichen einer Trocknungseffizienz bei Verhinderung eines Versengens der Faserschicht. Nach dem Entwässern und Trocknen wird die erste Faserschicht 111 von der Patrize 101 zu der Matrize 102 überführt. Nach Abschluss des Überführens wird die Patrize 101 zurückgezogen.
Während die erste Faserschicht 111 behandelt wird, um eine vergrößerte Dichte zu haben, wird die äußere Oberfläche der dritten Faserschicht 113 mit einem Treibmittel beschichtet durch z.B. Eintauchen der Patrize 103 mit der darauf abgelagerten dritten Faserschicht 113 in einen Tank P2, der mit einer das Treibmittel enthaltenen Flüssigkeit gefüllt ist, wie in 3(d) gezeigt, und Aufsaugen der Flüssigkeit über die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle der Patrize, um die Flüssigkeit in die äußere Oberfläche der dritten Faserschicht 113 infiltrieren zu lassen. Der Wassergehalt der dritten Faserschicht 113 vor der Imprägnierung mit dem Treibmittel ist vorzugsweise 60 bis 90%, stärker bevorzugt 70 bis 85%, so dass das Treibmittel zufriedenstellend mit den Fasern verfilzt ist.
Die äußere Oberfläche der feuchten dritten Faserschicht 113 ist somit mit der nur das Treibmittel enthaltenden Flüssigkeit imprägniert, und das Treibmittel haftet an den Fasern, welche die äußere Oberfläche der dritten Faserschicht 113 bilden, mit einer Verfilzung, um eine Mischschicht (nicht gezeigt) zu bilden, die sowohl Fasern als auch das Treibmittel hat.
Die Mischschicht dient dazu, die dritte Faserschicht 113 und die Treibmittelschicht 112' fest zu vereinigen. Der sich ergebende Behälter leidet kaum unter einem Delaminieren, selbst wenn er z.B. bei einem Ergreifen deformiert wird.
Die Bildung der Treibmittelschicht 112' allein aus einem Treibmittel ist vorteilhaft für die Gewichtsreduktion des Behälters und für die Formgebung einer Stapelschulter mit hoher Präzision. Da die feuchte dritte Faserschicht beim Trocknen überwiegend zur Patrize 104 hin gerichtet ist (siehe 3(f)), wird sie durch das sich ausdehnende Treibmittel gegen die Patrize 104 gedrückt, um dadurch eine hohe Trocknungseffizienz zu erreichen. Ferner dient die Treibmittelschicht 112' als Kanäle für Dampf, so dass die dritte Faserschicht 113 ohne Ungleichmäßigkeit in kurzer Zeit effizient getrocknet werden kann.
Es wird vom Standpunkt der Festigkeit vorgezogen, dass die Treibmittelschicht 112' über den gesamten Körper und Boden des Behälters ausgebildet ist. In Fällen, in denen ein Kunststofffilm auf der inneren Oberfläche des Behälters z.B. durch Bildung unter Vakuum (skin packing) vorgesehen ist, wie später beschrieben wird, wird vorgezogen, dass die Treibmittelschicht 112' an Teilen des Körpers und des Bodens gebildet wird, wobei Luftdurchlässigkeit für das Aufsaugen des Kunststofffilms berücksichtigt wird.
Die Dichte und Verteilung der Treibmittelschicht sind auf geeignete Weise unter Berücksichtigung der Festigkeit des Behälters, seiner Wärmeisolationseigenschaften und Luftdurchlässigkeit für das Laminieren mit einem Kunststofffilm durch Vakuumbildung einstellbar.
Die Menge des Treibmittels ist vorzugsweise 1 bis 20% nach Gewicht, stärker bevorzugt 3 bis 10% nach Gewicht, auf der Basis des Gesamtgewichts des wärmeisolierenden Behälters, um die Treibmittelschicht mit der oben angeführten Dichte und Dicke vorzusehen und auch unter Berücksichtigung der Herstellungskosten.
Dann werden die dritte Faserschicht 113 und die erste Faserschicht 111 gestapelt, wobei die Treibmittelschicht dazwischen liegt. D.h., die dritte Faserschicht 113, die mit dem Treibmittel imprägniert ist, wird über die erste Faserschicht 111 plaziert, welche in der Matrize 102 entwässert und getrocknet wurde, und wird auf die erste Faserschicht 111 gestapelt, wie in 3(e) gezeigt. Beim Stapeln verbleibt die dritte Faserschicht 113 auf der Patrize 103. D.h., die Patrize 103 mit der dritten Faserschicht 113 auf ihr wird mit der Matrize 102 zusammengebracht und drückt die feuchte dritte Faserschicht 113 mit ihrem Papierherstellungsteil, um die dritte Faserschicht 113 und die erste Faserschicht 111 bei der Ausführung des Entwässerns in intimen Kontakt zu bringen. Danach wird Druckluft durch die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 103 ausgestoßen, um die dritte Faserschicht 113 von der Patrize 103 zu der Matrize 102 zu überführen. Nach dem Überführen wird die Patrize 103 zurückgezogen.
Wie in 3(f) gezeigt, wird eine metallische Patrize 104 mit der Matrize 102 zusammengeführt. Die Patrize 104 hat Gas-/Flüssigkeitskanäle (nicht gezeigt) ähnlich der Patrize 103 und ist mit einer Heizeinrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet. Die Patrize 104 und die Matrize 102 werden von ihren jeweiligen Heizeinrichtungen erhitzt, um das Treibmittel auszudehnen, das in die dritte Faserschicht 113 infiltriert ist. Folglich reduziert die Treibmittelschicht 112' ihre Dichte, und die erste Faserschicht 111 und die dritte Faserschicht 113 werden zu einem Körper vereinigt. Der Flansch 114' wird ebenfalls durch die Druckkraft während der Trocknung vereinigt. Ein Kleber wird vorzugsweise verwendet, um den Flansch 114' mit vergrößerter Haftung zu vereinigen. Die Verwendung von Stärke oder ähnlichem Kleber wird empfohlen für Anwendungen auf Nahrungsmittelbehälter. Während des Erhitzens wird der Wassergehalt der dritten Faserschicht 113 in der Form von Dampf über die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 104 ausgetrieben.
Die Temperatur der Trocknungsform sollte auf oder über der Treibanfangstemperatur liegen, aber nicht so hoch sein, dass ein Versengen der Faserschichten 111 und 113 verursacht wird, und sollte derart sein, dass eine hohe Trocknungseffizienz eingehalten wird. Von diesem Standpunkt aus ist die Temperatur der Form vorzugsweise 150 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C.
Nach dem Erreichen eines vorgegebenen Ausdehnungsverhältnisses und nach dem Trocknen der Faserschichten 111 und 113 auf einen vorgegebenen Wassergehalt ist das Heißtrocknen abgeschlossen. Die Patrize 104 und Matrize 102 werden geöffnet, um den sich ergebenden wärmeisolierenden Behälter zu entfernen.
Der wärmeisolierende Behälter 110' nach der zweiten Ausführungsform ist dünnwandig und weist ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften ähnlich dem Behälter 110 der ersten Ausführungsform auf. Der Flansch 114', der keine wärmeisolierende Schicht hat, kann dünner und beim Biegen oder ähnlicher Bearbeitung leichter bearbeitbar gemacht werden.
Bein Anwenden z.B. als Behälter von Instant-Nudeln ist der wärmeisolierende Behälter 110' mit keiner Treibmittelschicht 112' in ihrem Flansch 114' vorteilhaft dadurch, dass das Treibmittel daran gehindert wird, aus dem verbundenen Ende des Flansches 114' auszutreten, und noch weniger geschluckt zu werden, wenn ein Benutzer den Flansch mit den Lippen berührt.
In dem wärmeisolierenden Behälter 110' wird eine Mischschicht von Papiermasse/Treibmittel an der Schnittstelle zwischen der dritten Faserschicht 113 und der Treibmittelschicht 112' gebildet, mit der die zwei Schichten fest miteinander verbunden werden, und die erste Faserschicht 111 und die Treibmittelschicht 112' werden vereinigt durch das Schmelzen des Treibmittels an der Schnittstelle dazwischen. Die erste Faserschicht 111, die Treibmittelschicht 112' und die dritte Faserschicht 113 werden so fest in einen Körper vereinigt, um gute Wärmeisolationseigenschaften und Formbeständigkeit sicherzustellen, selbst wenn heißes Wasser u.s.w. hinein gegossen wird.
Da der wärmeisolierende Behälter 110' der zweiten Ausführungsform ein vereinigter Körper mit der Treibmittelschicht 112' zwischen der ersten Faserschicht 111 und der dritten Faserschicht 113 ist, ist er ausgezeichnet in mechanischer Festigkeit (Eindrückbeständigkeit) wie auch Dünnwandigkeit und hoher Wärmeisolation.
Weil der wärmeisolierende Behälter 110' ferner eine glatte Oberfläche ohne Verbindungssäume sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Oberfläche hat, weist er eine zufriedenstellende Bedruckbarkeit und gute Haftung an einen Kunststofffilm 1250 auf, wie im Folgenden beschrieben (siehe 6(a) und 6(b)).
Da eine Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht an der Schnittstelle zwischen der dritten Faserschicht 113 und der Treibmittelschicht 112' gebildet ist, mit der die zwei Schichten fest vereinigt sind, und die erste Faserschicht 111 und die dritte Treibmittelschicht 112' durch Schmelzen des Treibmittels an der Schnittstelle dazwischen vereinigt sind, sind zusätzlich die erste Faserschicht 111, die Treibmittelschicht 112' und die dritte Faserschicht 113 in einen Körper fest vereinigt. Dementsprechend ist der Behälter ausgezeichnet dadurch, dass er hohe Wärmeisolationseigenschaften und Formbeständigkeit aufweist, selbst wenn heißes Wasser u.s.w. hinein gegossen wird, und dass er kaum unter einem Delaminieren leidet, selbst wenn er z.B. durch Ergreifen deformiert wird.
Das Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels ist steuerbar durch Verändern des Freiraums der Patrize, welcher eine Entwurfsfreiheit des Behälters bei der Bildung funktionaler Gestalt bietet, z.B. eine Markierung des Niveaus, bis zu dem heißes Wasser u.s.w. einzugießen ist (im Folgenden "Eingießmarke" genannt), eine Stapelschulter, u.s.w. oder bei der Bildung dekorativer Formen, z.B. Buchstaben oder Logos.
Durch Bildung des Behälters 110' unter Verwendung einer Form mit einem Freiraum wird die Form erfolgreich eingefügt, berührt kaum die erste Faserschicht 113 nicht einmal bei der Herstellung eines tiefen Behälters mit geringer Verjüngung, wie der Behälter 110', und der sich ergebende Behälter hat nach der Trocknung ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften an seiner Innenseite.
Die vorliegende Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben angeführten Ausführungsformen und verschiedene Veränderungen und Modifizierungen können gemacht werden, ohne dass vom ihrem Geist und Umfang abgewichen wird.
Während vorzuziehen ist, dass der Behälter eine Dreischichtstruktur hat, die aus der ersten Faserschicht bis dritten Faserschicht wie bei dem wärmeisolierenden Behälter 110 oder 110' oder eine Dreischichtstruktur hat, die aus der ersten Faserschicht und der dritten Faserschicht und der Treibmittelschicht besteht, ist es möglich die dritte Faserschicht wegzulassen. In diesem Fall hat der Behälter eine Zweischichtstruktur, die aus der ersten und der zweiten Faserschicht oder aus der ersten Faserschicht und der Treibmittelschicht besteht.
In besonderen Fällen, in denen eine Stapelschulter gebildet ist, bietet die Zweischichtstruktur, die aus der ersten Faserschicht und der Treibmittelschicht besteht, eine verbesserte Präzision der Formgebung.
In den Fällen, in denen eine dritte Schicht nicht gebildet wird, wird die zweite Faserschicht oder die Treibmittelschicht vorzugsweise an seiner am weitesten innen liegenden Schicht mit einem Kunststofffilm laminiert. Derselbe Kunststofffilm wie ein später beschriebener Kunststofffilm 1250 kann beispielsweise verwendet werden. In Fällen, in denen der Behälter die dritte Schicht hat, kann die Innenseite der dritten Schicht natürlich mit einem Kunststofffilm laminiert werden wie im Fall eines wärmeisolierenden Behälters 120 nach der im Folgenden beschriebenen dritten Ausführungsform.
Während es für den wärmeisolierenden Behälter der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist, die zweite Faserschicht oder die Treibmittelschicht vom Körper bis zum Boden zu haben, wie in dem Fall der wärmeisolierenden Behälter 110 und 110' nach den oben angeführten Ausführungsformen, kann die zweite Faserschicht oder die Treibmittelschicht entweder im Körper oder im Boden vorgesehen werden.
Die Form des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben vorgestellten Tassen und mit Flansch versehenen Tassen und umfasst verschiedene andere Formen wie etwa Schalen, Becher, Flaschen und Tabletts.
Die wärmeisolierenden Behälter nach der vorliegenden Erfindung können produziert werden durch Ersetzen der zweiten Schlämme mit einer Flüssigkeit, die das Treibmittel aber keine Fasern enthält. In diesem Fall wird die Papierherstellung aus der ersten Faserschlämme vorzugsweise gefolgt durch Zuführung der das Treibmittel enthaltenden Flüssigkeit in die Aushöhlung. Die Zuführung der das Treibmittel enthaltenden Flüssigkeit wird gefolgt von der Zuführung der dritten Faserschlämme, um die Vielschichtfaserstruktur zu bilden, welche die feuchten ersten und dritten Faserschichten hat, wodurch das Treibmittel in die in der letzten Stufe der Papierherstellung aus der ersten Faserschlämme gebildeten Faserschicht eingebracht werden kann. Die sich ergebende Vielschichtfaserstruktur wird dann getrocknet, um das Treibmittel sich ausdehnen zu lassen, um die Dichte der Hautschicht der ersten Faserschicht zu verringern.
4 ist eine schematische, zur Hälfte vertikal geschnittene Darstellung eines Bechers für Instant-Nudeln als eine Repräsentation der dritten Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung, in welcher das Bezugszeichen 120 den wärmeisolierenden Behälter bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt, hat der wärmeisolierende Behälter 120 eine innere Papiermasseschicht 123 und eine äußere Papiermasseschicht 121, die beide hauptsächlich aus Papiermasse mittels Papierherstellung gefertigt sind, und eine Treibmittelschicht 122 zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121. Die äußere Papiermasseschicht 121 in der dritten Ausführungsform ist äquivalent zu der ersten Faserschicht in der ersten und in der zweiten Ausführungsform, und die innere Papiermasseschicht 123 ist äquivalent zu der dritten Faserschicht in der ersten und in der zweiten Ausführungsform.
Der Körper des wärmeisolierenden Behälters 120 besteht aus Abschnitten mit unterschiedlichen Wanddicken (der Begriff "Dicke" nach seiner Verwendung hier und im Folgenden bezeichnet eine trockene Dicke, die mit dem Verfahren des später dargestellten Beispiels 2 gemessen wird) und unterschiedlichen Wanddichten entsprechend dem Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels der Treibmittelschicht 122. Mit anderen Worten: die Wanddicke und die Wanddichte des Körpers verändert sich in der vertikalen Richtung.
Der wärmeisolierende Behälter 120 hat unterschiedliche Wanddicken (T10, T20 und T30) und unterschiedliche Wanddichten in Abschnitten seines Körpers, die durch die Schultern 120a und 120b begrenzt sind. Die Schulter 120a dient als eine Marke für die Bezeichnung des Niveaus, bis zu dem heißes Wasser eingegossen werden sollte (Eingießmarke). Die Schulter 120b dient als ein Stopper beim Stapeln leerer wärmeisolierender Behälter (Stapelschulter). Der Abschnitt nahe der Öffnung hat eine höhere Dichte des Treibmittels, um die Festigkeit zu verbessern, während der Abschnitt des Körpers von der Mitte bis zum Boden, welchen der Benutzer ergreift, eine niedrigere Dichte des Treibmittels hat, um hohe Wärmeisolationseigenschaften zu erreichen. Die Schultern 120a und 120b, die durch die Unterschiede in der Wandstärke des Körpers herrühren, werden von der inneren Papiermasseschicht 123 gebildet. Da die Schultern 120a und 120b aufgrund der Veränderung in der Wandstärke des Körpers aus der inneren Papiermasseschicht gebildet werden, kann die äußere Papiermasseschicht 121, die als die äußere Oberfläche des Behälters dient, Ebenheit haben, was befriedigende Bedruckbarkeit sicherstellt.
Die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 haben vorzugsweise eine Dichte von 0,2 bis 1,5 g/cm³, besonders von 0,4 bis 1,0 g/cm³ für die Beachtung von Oberflächenglattheit, Oberflächenfestigkeit, Eindrückbeständigkeit, Wasserdichtigkeit, Formbeständigkeit, Verhinderung von Staubentwicklung beim Stapeln und Dämpfungseigenschaften beim Füllen mit Inhalten oder beim Stapeln.
Es wird bevorzugt, dass die Dichte der äußeren Papiermasseschicht 121 höher ist als die der inneren Papiermasseschicht 123, so dass die Formerhaltungsfunktionen, wie Eindrückbeständigkeit, Stapelbarkeit und Festigkeit beim Ergreifen hauptsächlich durch die äußere Papiermasseschicht 121 bewirkt wird.
Von dem Standpunkt, dass der wärmeisolierende Behälter 120 eine dünne Wand haben soll, ist die Wandstärke des Abschnitts, in dem Wärmeisolationseigenschaften besonders gefordert werden, z.B. die Dicke T20 in 4, vorzugsweise 0,8 bis 5 mm, stärker bevorzugt 1,3 bis 5 mm und besonders bevorzugt 1,6 bis 4 mm. Die innere Papiermasseschicht 123 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,2 bis 1 mm, stärker bevorzugt von 0,4 bis 1 mm und besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 mm, um Stabilität bei der Papierherstellung, Formbeständigkeit, Eindrückfestigkeit für die reduzierte Dicke und Gewicht sicherzustellen, und um die Zeit der Papierherstellung oder Trocknung zu reduzieren. Die äußere Papiermasseschicht 121 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,2 bis 1 mm, stärker bevorzugt von 0,4 bis 1 mm und besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 mm, aus denselben Gründen wie für die innere Papiermasseschicht.
Mindestens der Teil der inneren Papiermasseschicht 123 des wärmeisolierenden Behälters 120, welcher die Innenseite des wärmeisolierenden Behälters 120 bildet, hat vorzugsweise die folgende Oberflächenglattheit, um die Anhaftung eines Kunststofffilms sicherzustellen, falls der vorgesehen wird, wie später beschrieben, und um Nadellöcher des vorgesehenen Kunststofffilms zu verhindern. Die Oberflächenglattheit ist vorzugsweise derart, dass die durchschnittliche Mittellinienrauigkeit Ra und die maximale Höhe R_max nach Messung mit dem im Folgenden gegebenen Verfahren von Beispiel 2 (in Korrespondenz mit JIS B0601) 1 bis 20 μm bzw. 100 μm oder weniger, besonders 2 bis 10 μm bzw. 80 μm oder weniger ist.
Mindestens der Teil der äußeren Papiermasseschicht 121 des wärmeisolierenden Behälters 120, welcher die Außenseite des wärmeisolierenden Behälters 120 bildet, hat vorzugsweise eine durchschnittliche Mittellinienrauigkeit Ra von 1 bis 8 μm und eine maximale Höhe R_max von 60 μm oder weniger, besonders ein Ra von 2 bis 6 μm und ein R_max von 50 μm oder weniger, die beide mit dem im Folgenden gegebenen Verfahren von Beispiel 2 gemessen werden, um zufriedenstellende Bedruckbarkeit sicherzustellen. Es wird andererseits vorgezogen, dass die Seite der äußeren Papiermasseschicht 121, die mit der Treibmittelschicht 122 in Kontakt kommt, eine relativ rauhe Oberfläche hat, die unter Verwendung eines groben Siebs bei der Papierherstellung gebildet werden kann, um so eine größere Kontaktfläche mit der Treibmittelschicht 122 und um eine vergrößerte Verbindungsfestigkeit der zwei Schichten vorzusehen.
Die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 sind Schichten, die hauptsächlich aus Papiermasse mittels Papierherstellung gefertigt sind. Sie werden allein aus Papiermassefasern gefertigt oder können andere Komponenten enthalten wie anorganische Substanzen enthalten, wie Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide u.s.w. Der Anteil anderer Komponenten ist vorzugsweise 1 bis 70% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 50% nach Gewicht, auf der Basis der Gesamtmenge der Papiermassefasern und anderer Komponenten. Die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 können zusätzlich im Schritt der Papierherstellung hinzugefügte Additive wie Faserdispergentien, Formhilfen, Farbpigmente, Färbehilfen u.s.w. enthalten.
Die Treibmittelschicht 122 wird vorzugsweise hauptsächlich aus einem Treibmittel hergestellt, stärker bevorzugt allein aus einem Treibmittel.
Die Herstellung der Treibmittelschicht 122 allein aus einem Treibmittel ist vorteilhaft wegen der Gewichtsreduktion des Behälters und für die Gestaltung der Stapelschulter mit hoher Präzision. Da beim Trocknen die feuchte innere Papiermasseschicht vorwiegend gegen die Patrize gerichtet ist, wird sie ferner durch das sich ausdehnende Treibmittel gegen die Patrize gedrückt, um dadurch eine hohe Trocknungseffizienz zu erreichen. Ferner dient die Treibmittelschicht als Kanäle für Dampf, so dass die innere Papiermasseschicht in kurzer Zeit und ohne Ungleichmäßigkeit effizient getrocknet werden kann.
Die Treibmittel, die in der Treibmittelschicht 122 verwendet werden können, umfassen mikrogekapselte Treibmittel, ausdehnbare Kunststoffe und anorganische Treibmittel wie Natriumbikarbonat. Von diesen sind mikrogekapselte Treibmittel besonders wegen ihres Ausdehnungsverhältnisses und ihrer Handhabungseigenschaften bevorzugt. Mikrogekapselte Treibmittel, die bevorzugt verwendet werden, umfassen jene mit Butan, Pentan u.s.w., das in Vinyldichlorid, Acrylnitril u.s.w. gekapselt ist.
Die Treibmittelschicht 122 kann andere Komponenten enthalten, wie anorganische Substanzen, z.B. Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie z.B. Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide u.s.w. In den Fällen, in denen die Treibmittelschicht zusätzlich Fasern als die andere Komponente enthält, ist solch eine Schicht äquivalent der zweiten Faserschicht des wärmeisolierenden Behälters der ersten Ausführungsform.
In den Fällen, in denen die Treibmittelschicht die anderen Komponenten enthält, ist das Treibmittel mit diesen Komponenten verfilzt, um Wärmeisolationseigenschaften mit einer reduzierten Menge zu bewirken, und die Treibmittelschicht besitzt die Charakteristiken einer jeden Komponente. In den Fällen, in denen die Treibmittelschicht Papiermassefasern enthält, wird der Behälter bei geringeren Kosten eine hohe Eindrückfestigkeit und eine hohe Festigkeit beim Ergreifen zeigen. Die Mengen der anderen Komponenten werden auf geeignete Weise entschieden, damit die Dichte der Treibmittelschicht nicht erhöht wird, um die Wärmeisolationseigenschaften nicht zu reduzieren und das Gewicht des Behälters nicht zu erhöhen.
Gewicht wird auf Festigkeit gelegt und es wird vorgezogen, dass die Treibmittelschicht 122 über den ganzen Körper und Boden hinweg ausgebildet ist. In den Fällen, in denen ein Kunststofffilm auf der inneren Oberfläche der Behälters durch z.B. Vakuumbildung (skin packing) gebildet wird, wie später beschrieben wird, wird vorgezogen, dass die Treibmittel schicht 122 in Teilen des Körpers und des Bodens gebildet wird, wobei der Luftdurchlässigkeit für das Ansaugen des Kunststofffilms Beachtung geschenkt wird.
Die Dichte und Verteilung der Treibmittelschicht 122 sind auf geeignete Weise einstellbar, wobei die Festigkeit des Behälters, seine Wärmeisolationseigenschaften und die Luftdurchlässigkeit für das einen Kunststofffilm bildende Vakuum beachtet werden.
Bei dem wärmeisolierenden Behälter 120 ist die Treibmittelschicht 122 zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121 ausgebildet, um eine vorgegebene Wärmeisolationseigenschaft zu bewirken. Insbesondere ist die Wärmeisolationseigenschaft vorzugsweise derart, dass die Temperaturdifferenz von 20 bis 40 °C beträgt, und dass die Oberflächentemperatur von 50 bis 65 °C beträgt, stärker bevorzugt, dass die Temperaturdifferenz von 25 bis 35 °C beträgt, und dass die Oberflächentemperatur von 55 bis 65 °C beträgt, wobei beides mit dem Verfahren gemessen wird, das in dem später beschriebenen Beispiel 2 beschrieben wird.
Der wärmeisolierende Behälter 120 hat einen Flansch 124 an dem Umfang seiner Öffnung 1200. Der Flansch 124 besteht aus der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121, die ohne zwischen sie gelegte Treibmittelschicht 122 miteinander verbunden sind. Geformt aus der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121, die ohne Treibmittelschicht 122 dazwischen miteinander verbunden sind, kann der Flansch dünner und fester gemacht werden, und kann zusätzlich für nachfolgende Bearbeitung besser bearbeitbar gemacht werden. Der Flansch 124 ohne Treibmittelschicht lässt nicht befürchten, dass ein Benutzer versehentlich das Treibmittel verschluckt.
Der wärmeisolierende Behälter 120 hat eine Kunststofffilmschicht 125, welche die Innenseite der inneren Papiermasseschicht 123 und die verbundene Randfläche des Flansches 124 bedeckt. Der Kunststofffilm 125 verleiht dem Behälter Wasserwiderstand (Lecksicherheit), Gassperreigenschaften und Ähnliches. Dementsprechend ist der Kunststofffilm, der als der Kunststofffilm 125 verwendet werden kann, nicht besonders eingeschränkt in Material, Dicke u.s.w., soweit er in der Lage ist, die Entwurfsfunktion zu bewirken. Verwendbare Kunststoffe umfassen thermoplastische Kunststoffe, wie Polyolefin-Kunststoffe, z.B. Polyethylen und Polypropylen; Polyester-Kunststoffe, z.B. Polyethylen-Terephthalat; Polyamid- Kunststoffe, z.B. Nylon; Polyvinyl-Kunststoffe, z.B. Polyvinylchlorid; und Styren-Kunststoffe, z.B. Polystyren. Von diesen sind Polyolefin-Kunststoffe wegen der Kosten der Filmproduktion, Formbarkeit und Ähnliches bevorzugt. Die Kunststoffschicht 125 hat entweder eine Einschichtstruktur oder eine Vielschichtstruktur.
Der wärmeisolierende Behälter 120 ist mit dem Kunststofffilm 125 bis zu der unteren Seite des Flansches 124 bedeckt. Folglich wird Wasser daran gehindert, durch die verbundene Randfläche des Flansches 124 einzudringen, wo die Enden der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121 zusammenkommen, und der Behälter wird vor Beschädigung geschützt, die von der zusammengeführten Randfläche ausgeht. Wenn ein Benutzer die Lippen an den Behälter 120 legt, fühlt sich der Flansch 124 ferner glatt an.
In dem wärmeisolierenden Behälter 120 wird eine Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht an der Schnittstelle zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der Treibmittelschicht 122 gebildet, mit der die zwei Schichten fest vereinigt sind, und die äußere Papiermasseschicht 121 und die Treibmittelschicht 122 werden durch Schmelzen der Treibmittelschicht an der Schnittstelle dazwischen miteinander vereinigt. Aufgrund der festen Haftung zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der Treibmittelschicht 122 hat der Behälter hohe Wärmeisolationseigenschaften und Formbeständigkeit, selbst wenn heißes Wasser u.s.w. eingegossen wird.
Mit der vereinigten Struktur mit der Treibmittelschicht 122 zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der äußeren Papiermasseschicht 121 hat der wärmeisolierende Behälter 120 nach der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit (Eindrückfestigkeit) wie auch eine geringe Wandstärke und gute Wärmeisolationseigenschaften.
Mit einer glatten Oberfläche ohne Verbindungssäume weder an der Innenseite noch an der Außenseite zeigt der wärmeisolierende Behälter 120 eine zufriedenstellende Bedruckbarkeit und gute Haftung an einen Kunststofffilm.
Der wärmeisolierende Behälter 120 hat unterschiedliche Wandstärken und Dichten in der vertikalen Richtung in seinem Körper entsprechend dem Ausdehnungsverhältnis des Treib mittels. Der Abschnitt nahe dem Flansch 124, der nicht so wärmeisolierend sein muss, hat ein unterdrücktes Ausdehnungsverhältnis, um eine vergrößerte Festigkeit zu haben, wohingegen der Abschnitt von der Mitte des Körpers bis zum Boden, von dem gute Wärmeisolationseigenschaften verlangt werden, hat ein vergrößertes Ausdehnungsverhältnis, um gute Wärmeisolationseigenschaften zu haben. Somit ist der wärmeisolierende Behälter 120 ein überlegener Behälter, der Wärmeisolationseigenschaften und Festigkeit dort hat wo sie benötigt werden.
Die Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht, die an der Schnittstelle zwischen der inneren Papiermasseschicht 123 und der Treibmittelschicht 122 gebildet ist, vereinigt die zwei Schichten fest miteinander, und die äußere Papiermasseschicht 121 und die Treibmittelschicht 122 werden durch Schmelzen der Treibmittelschicht an der Schnittstelle dazwischen miteinander vereinigt. Somit zeigt der Behälter gute Wärmeisolationseigenschaften und Formbeständigkeit, selbst wenn heißes Wasser u.s.w. eingegossen wird, und leidet kaum unter Delaminieren, selbst wenn er deformiert wird z.B. durch Ergreifen.
Da das Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels steuerbar ist durch den Freiraum der Patrize, gibt es bei dem wärmeisolierenden Behälter 120 Entwurfsfreiheit bei der Formung der funktionalen Gestalt, z.B. einer Eingießmarke und einer Stapelschulter, oder bei der Formung der dekorativen Gestalt, z.B. Buchstaben und Logos.
Das Verfahren der Produktion eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung wird dann auf der Basis des Prozesses der Produktion des wärmeisolierenden Behälters 120 als eine bevorzugte Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In dem Verfahren der Produktion eines wärmeisolierenden Behälters 120 werden die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 mittels Papierherstellung getrennt gebildet. Jede Papiermasseschicht wird gebildet unter Verwendung eines Satzes von einer Patrize und einer Matrize. Die Patrize, die verwendet werden kann, umfasst eine Patrize mit einem Papierherstellungsteil und einem aus Kunststoff gefertigten Sieb mit einer vorgegebenen Maschenweite und Drahtdicke, welche das Papierherstellungsteil bedeckt, wobei das Papierherstellungsteil mit einem abwärts gerichteten Vorsprung mit einer ge wünschten Kontur und mit Gas-/Flüssigkeitskanäle in seinem Inneren, welche mit der Außenseite des Vorsprungs in Verbindung stehen. Das Papierherstellungsteil der Patrize ist aus elastischem Material gefertigt, wie etwa wärmebeständiges und nicht korrodierendes Gummi. Durch die Verwendung einer Form mit einem aus elastischem Material gefertigten Papierherstellungsteil kann ein geformter Artikel mit einem komplizierten Oberflächenprofil oder ein tief gezogenes Teil produziert werden. Die Matrize ist eine metallische Form mit einer Aushöhlung, deren inneres Oberflächenprofil mit der Kontur des Papierherstellungsteils der Patrize korrespondiert, und die mit einer Heizeinrichtung ausgerüstet ist, um nicht nur der Entwässerung sondern auch der Trocknung zu dienen.
Wie in 5(a) und 5(c) gezeigt, wird eine Patrize 1220 und eine Patrize 1230 in jeweilige Tanks P30 und P10 eingetaucht, die mit den jeweiligen Schlämmen für die jeweiligen Papiermasseschichten gefüllt sind, und die Schlämmen werden über Gas-/Flüssigkeitskanäle (nicht gezeigt) aufgesogen, um Papiermassefasern auf den jeweiligen Sieben (nicht gezeigt) abzulagern, um eine feuchte innere Papiermasseschicht 123 bzw. eine feuchte äußere Papiermasseschicht 121 auf den Sieben der jeweiligen Patrizen zu bilden.
Die Schlämme, die für die Bildung der Papiermasseschicht verwendet wird, besteht vorzugsweise aus Papiermassefasern und Wasser. Sie kann zusätzlich zu den Papiermassefasern und dem Wasser anorganische Substanzen enthalten, wie Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide u.s.w. Der Anteil der zusätzlichen Komponenten ist vorzugsweise 1 bis 70% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 50% nach Gewicht, auf der Basis der Gesamtmenge der Papiermassefasern und der zusätzlichen Komponenten.
Die Faserschlämme kann ferner geeignete Zusätze wie Faserdispergentien, Formhilfen, Farbstoffe oder Färbehilfen enthalten. Die Schlämme kann ferner Schlichtmittel, Pigmente, Fixiermittel und Ähnliches in geeigneter Weise enthalten. Insbesondere ist der Zusatz eines Schlichtmittels dadurch vorteilhaft, dass dann, wenn eine feuchte innere Papiermasseschicht und eine äußere Papiermasseschicht, die auf einen vorgegebenen Wassergehalt getrocknet wurde, zu einem Körper zusammengeführt werden, verhindert wird, dass die äußere Papiermasseschicht den Wassergehalt der inneren Papiermasseschicht aufnimmt, und dadurch verhindert wird, dass das Erscheinungsbild wegen Flecken auf seiner äußeren Oberfläche verschlechtert wird.
Um ein Treibmittel sich effizient ausdehnen zu lassen, um eine Treibmittelschicht 122 zu bilden, wird die äußere Papiermasseschicht 121 getrocknet, um ihre Dichte zu erhöhen, bevor die innere Papiermasseschicht darauf gestapelt wird. Im Detail: nach einer vorgegebenen Zeit der Papierherstellung wird die Patrize 1230 aus der Schlämme heraus gezogen und in einer metallischen, zu der Patrize 1230 passenden Matrize 1231 eingepasst, wie in 5(b) gezeigt. Die Matrize 1231 hat vorzugsweise keine Entlüftungslöcher auf ihrer Innenseite, um so keine Markierungen auf der äußeren Oberfläche der äußeren Papiermasseschicht 121 zurückzulassen, aber eine Matrize mit Entlüftungslöchern kann verwendet werden, wenn eine Reduktion der Trocknungszeit gewünscht ist.
Die feuchte Papiermasseschicht 121 wird unter Druck durch das Papierherstellungsteil der Patrize 1230 entwässert. Die Matrize 1231 wird durch ihre Heizeinrichtung (nicht gezeigt) erhitzt, um die erste Papiermasseschicht 121 zu trocknen, um ihre Dichte zu erhöhen. Während die erste Papiermasseschicht 121 entwässert und getrocknet wird, wird der Wassergehalt (Wasser und Dampf) der ersten Faserschicht 121 aufgesogen und über die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle der Patrize 1230 nach außen abgegeben.
Für die Verbesserung der Entwässerungseffizienz zur Erhöhung der Dichte ist die Druckkraft bei dem Entwässern und Trocknen der ersten Papiermasseschicht 121 vorzugsweise 0,2 bis 3 MPa, stärker bevorzugt 0,3 bis 1,5 MPa. Die Formtemperatur (die Temperatur der Matrize 1231) beim Trocknen der ersten Faserschicht 121 ist vorzugsweise 150 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C, für das Erreichen einer Trocknungseffizienz bei Verhinderung eines Versengens der Papiermasseschicht aufgrund der Trocknung. Nach dem Entwässern und Trocknen wird die erste Faserschicht 121 von der Patrize 1230 zu der Matrize 1231 überführt. Nach Abschluss des Überführens wird die Patrize 1230 zurückgezogen.
Während die erste Papiermasseschicht 121 behandelt wird, um eine vergrößerte Dichte zu haben, wird die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 mit einem Treibmittel beschichtet durch z.B. Eintauchen der Patrize 1220 mit der darauf abgelagerten inne ren Papiermasseschicht 123 in einen Tank P20 der inneren Papiermasseschicht, der mit einer das Treibmittel enthaltenen Flüssigkeit (eine Lösung oder Dispersion des Treibmittels) gefüllt ist, wie in 5(d) gezeigt, um die Flüssigkeit in die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 infiltrieren zu lassen.
Der Wassergehalt der inneren Papiermasseschicht 123 vor der Beschichtung mit dem Treibmittel ist vorzugsweise 60 bis 90%, stärker bevorzugt 70 bis 85%, so dass das Treibmittel mit den Fasern verfilzt ist, um leicht eine Mischschicht zu bilden.
Die äußere Oberfläche der feuchten inneren Papiermasseschicht 123 ist somit mit der das Treibmittel enthaltenden Flüssigkeit imprägniert, und das Treibmittel haftet mit einer Verfilzung an den Papiermassefasern, welche die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 bilden. Bei dem Ausdehnen des Treibmittels wird eine Mischschicht gebildet, die sowohl die Papiermassefasern als auch das Treibmittel enthält, mit der die innere Papiermasseschicht 123 und die Treibmittelschicht 122 fest in einen Körper vereinigt ist. Bei der Anwendung des Treibmittels auf die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 kann die Patrize 1220 über ihre Gas-/Flüssigkeitskanäle evakuiert werden, um die das Treibmittel enthaltene Flüssigkeit aufzusaugen, falls notwendig, um dadurch den Grad der Verfilzung zwischen den Papiermassefasern und dem Treibmittel einzustellen.
Um ein Ansengen der Papiermassefasern der Papiermasseschicht aufgrund der Hitze zu unterdrücken, liegt die Treibtemperatur des Treibmittels vorzugsweise zwischen 100 und 190 °C, stärker bevorzugt zwischen 110 und 160 °C. Treibmittel mit einer solchen Treibtemperatur und Verteilbarkeit in Wasser oder einer Schlämme umfassen mikrogekapselte Treibmittel und ausdehnbare Kunststoffe. Bevorzugt unter ihnen sind mikrogekapselte Treibmittel besonders aufgrund ihres Ausdehnungsverhältnisses und ihrer Handhabungseigenschaften. Mikrogekapselte Treibmittel, die bevorzugt verwendet werden, umfassen jene mit Butan, Pentan u.s.w., welches in Vinyldichlorid, Acrylnitril u.s.w. gekapselt ist.
Die Menge des Treibmittels ist vorzugsweise 1 bis 20% nach Gewicht, stärker bevorzugt 3 bis 10 % nach Gewicht, auf der Basis des Gesamtgewichts des wärmeisolierenden Behälters, um eine Treibmittelschicht mit der oben angegebenen Dichte und Dicke vorzusehen und auch unter Beachtung der Herstellungskosten.
Dann werden die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 gestapelt, wobei die Treibmittelschicht dazwischen liegt. D.h., die innere Papiermasseschicht 123, die mit dem Treibmittel imprägniert ist, wird über die äußere Papiermasseschicht 121 plaziert, welche in der Matrize 1231 entwässert und getrocknet wurde, und wird auf die äußere Papiermasseschicht 121 gestapelt, wie in 5(e) gezeigt. Beim Stapeln verbleibt die innere Papiermasseschicht 123 auf der Patrize 1220. D.h., die Patrize 1220 mit der innere Papiermasseschicht 123 auf ihr wird mit der Matrize 1231 zusammengebracht und drückt die feuchte innere Papiermasseschicht 123 mit ihrem Papierherstellungsteil, um die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 bei der Ausführung des Entwässerns in intimen Kontakt zu bringen. Danach wird Druckluft durch die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 1221 ausgestoßen, um die innere Papiermasseschicht 123 von der Patrize 1220 zu der Matrize 1231 zu überführen. Nach dem Überführen wird die Patrize 1220 zurückgezogen.
Wie in 5(f) gezeigt, wird eine metallische Patrize 1221 mit der Matrize 1231 zusammengeführt, um gegen die Matrize 1231 zu drücken. Die Patrize 1221 hat einen vorgegebenen Freiraum C12, der in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Wandstärke des wärmeisolierenden Behälters 120 an den Schultern 120a und 120b verändert ist. Mit solch einem Freiraum C12 wird die Patrize ohne Berühren der inneren Papiermasseschicht erfolgreich eingeführt, selbst beim Herstellen eines tiefen Behälters mit geringer Verjüngung, so dass die sich nach dem Trocknen ergebenden Behälter eine glatte innere Oberfläche haben können. Die Patrize 1221 hat Gas-/Flüssigkeitskanäle (nicht gezeigt) ähnlich der Patrize 1220 und ist mit einer Heizeinrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet.
Die Patrize 1221 und die Matrize 1231 werden von ihren jeweiligen Heizeinrichtungen erhitzt, um das Treibmittel auszudehnen, das in die innere Papiermasseschicht 123 infiltriert ist. Folglich reduziert die Treibmittelschicht 122 ihre Dichte, und die innere Papiermasseschicht 123 und die äußere Papiermasseschicht 121 werden zu einem Körper vereinigt.
Der Flansch 124 wird ebenfalls durch die Druckkraft während der Trocknung vereinigt. Ein Kleber wird vorzugsweise verwendet, um den Flansch 124 mit vergrößerter Haftung zu vereinigen. Die Verwendung von Stärke oder ähnlichem Kleber wird empfohlen für Anwendun gen auf Nahrungsmittelbehälter. Während des Erhitzens wird der Wassergehalt der inneren Papiermasseschicht 123 in der Form von Dampf über die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 1221 ausgetrieben.
Die Temperatur der Trocknungsform (die Temperaturen der Patrize 1221 und der Matrize 1231) sollte auf oder über der Treibanfangstemperatur liegen, aber nicht so hoch sein, dass ein Versengen der Papiermasseschichten 123 und 121 verursacht wird, und sollte derart sein, dass eine hohe Trocknungseffizienz eingehalten wird. Von diesem Standpunkt aus sind die Temperaturen der Form vorzugsweise 110 bis 230 °C, stärker bevorzugt 130 bis 180 °C.
Nach dem Erreichen eines vorgegebenen Ausdehnungsverhältnisses und nach dem Trocknen der inneren Papiermasseschicht 123 auf einen vorgegebenen Wassergehalt ist das Heißtrocknen abgeschlossen. Die Patrize 1221 und Matrize 1231 werden geöffnet, um den sich ergebenden wärmeisolierenden Behälter zu entfernen (Halbfertigprodukt).
Danach wird die Kunststofffilmschicht 125 gebildet, um die innere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 und die Verbindungsenden des Flansches 124 abzudecken. Die Kunststofffilmschicht 125 kann mit konventionellen Verfahren gebildet werden, wie etwa einer Bildung unter Druck oder einer Bildung unter Vakuum. Skin packing oder eine ähnliche Technik wird besonders bevorzugt für die Bedeckung tiefer Behälter mit einem Kunststofffilm. Bildung unter Vakuum kann z.B. wie folgt ausgeführt werden. Wie in 6(a) gezeigt, wird der halbfertige wärmeisolierende Behälter in eine Vakuumform 126 plaziert, welche im Wesentlichen dieselbe Größe hat wie die Matrize 1231 (siehe 5), welche bei der Entwässerung und Trocknung der äußeren Papiermasseschicht 121 verwendet wird, und Evakuierungskanäle 1260 und Bandheizer 1261 hat. Ein Kunststofffilm 1250 wird eingesetzt, um die Öffnung des Behälters abzudecken. Ein Stopfen 127, der mit einem Heizer 1270 ausgerüstet ist, wird herab gesenkt, um den Kunststofffilm 1250 in die Form zu drücken, während der Kunststofffilm 1250 aufgeweicht wird. Gleichzeitig wird der Behälter, der luftdurchlässig ist, über die Evakuierungskanäle 1260 evakuiert, um dadurch den Kunststofffilm 1250 in intimen Kontakt mit der inneren Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 zu bringen.
Wie in 6(b) gezeigt, gibt es einen vorgegebenen Freiraum zwischen dem Flansch 124 und dem Teil 1262 der Vakuumform 126, welcher auf der Unterseite des Flansches 124 liegt, und das Teil 1262 hat ebenfalls Vakuumöffnungen für die Evakuierungskanäle 1260. Folglich kommt der Kunststofffilm 125 in intimen Kontakt mit der Unterseite des Flansches 124, um dadurch die Verbindungsrandfläche des Flansches 124 vollständig abzudecken. Schließlich wird der Kunststofffilm 1250 beschnitten, um ein Endprodukt vorzusehen.
Das Verfahren der Herstellung des wärmeisolierenden Behälters 120 nach der vorliegenden Erfindung ist bequem, um einen wärmeisolierenden Behälter vorzusehen, der dünnwandig und ausgezeichnet in Formbeständigkeit und Wärmeisolationseigenschaft ist.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben angeführte Ausführungsform, und verschiedene Veränderungen und Modifizierungen können gemacht werden ohne von seinem Geist und Umfang abzuweichen.
Während es z.B. für einen tassenförmigen, wärmeisolierenden Behälter wie den Behälter 120 der oben beschriebenen Ausführungsform wünschenswert ist, Abschnitte mit unterschiedlicher Wandstärke und Wanddichte aufgrund von Unterschieden in dem Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels in seinem Körperabschnitt (dem mit der Hand zu ergreifenden Abschnitt) zu haben, ist der Ort, an dem solche Abschnitte mit unterschiedlicher Wandstärke und Wanddichte zu bilden sind, entsprechend der Gestalt eines Behälter zu wählen. In dem Fall, dass der Behälter z.B. eine Platte ist, können solche Abschnitte in dem Körper oder in dem anderen Teil, z.B. dem Boden, gebildet werden. Während es vorzuziehen ist, eine Stapelschulter in dem Körper auszubilden, kann eine Stapelschulter weggelassen werden, falls unnötig.
Die Form des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben veranschaulichten, mit Flansch versehenen Behälter und umfasst verschiedene andere Formen, wie Schalen, Flaschen, Platten und Tabletts. Natürlich sind die wärmeisolierenden Behälter der vorliegenden Erfindung, die wegen ihrer Wärmeisolationseigenschaft kaum Kondensation verursachen, nützlich als Behälter für kalte Nahrungsmittel und Getränke.
Obgleich der Flansch des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung vorzugsweise flach geformt ist wie bei dem wärmeisolierenden Behälter 120 der oben beschriebenen Ausführungsform, kann der flach gebildete Flansch 124 gerundet werden, wie in 7 gezeigt. In Fällen, in denen der wärmeisolierende Behälter 120 durch Anbringen einer Kappe 128 abgedichtet wird, macht ein gerundeter Flansch es einem Benutzer leichter, die Kappe 128 abzuziehen. Da die Kunststofffilmschicht 125 an dem Verbindungsrand von der Kappe 128 entfernt liegt, wird daneben verhindert, dass die Kunststofffilmschicht 125 sich ablöst, wenn die Kappe zum Öffnen des Behälters abgezogen wird.
Wie zuvor festgestellt, wird das Verfahren der Produktion eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ausgeführt durch Stapeln der inneren Papiermasseschicht 123 auf die äußere Papiermasseschicht 121, die zuvor getrocknet wurde, um eine vergrößerte Dichte zu haben. Es ist auch möglich, dass die innere Papiermasseschicht 123 mit der äußeren Papiermasseschicht 121 im nicht getrockneten Zustand vereinigt wird, und die vereinigten zwei Schichten gleichzeitig getrocknet werden.
Während das Überziehen der äußeren Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 mit dem Treibmittel vorzugsweise durchgeführt wird durch Eintauchen der inneren Papiermasseschicht 123 in die das Treibmittel enthaltende Flüssigkeit, ist es möglich, die Flüssigkeit auf die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 123 durch Sprühen oder Ähnliches aufzubringen.
8 zeigt einen wärmeisolierenden Behälter für Instant-Nudeln als eine Ausführungsform des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung. In 8 bezeichnet das Bezugszeichen 130 den wärmeisolierenden Behälter.
Wie in 8 gezeigt, hat ein wärmeisolierender Behälter 130 eine innere Schicht (dritte Faserschicht) 133 und eine äußere Schicht (erste Faserschicht) 131, die beide hauptsächlich aus Papiermasse mittels Papierherstellung gebildet sind und eine am Ende abgeschlossene, zylindrische Form haben. Er hat auch eine wärmeisolierende Schicht 132, die aus einem wärmeisolierenden Material gebildet ist, zwischen der inneren Schicht 133 und der äußeren Schicht 131. Die innere Schicht und die äußere Schicht sind diejenigen Schichten, die hauptsächlich aus Papiermasse mittels Papierherstellung in eine dreidimensionale Konfigu ration gebildet sind. Jene, die aus so genannten Kartons gebildet sind, werden deshalb akzeptiert.
In dem wärmeisolierenden Behälter 130 ist eine Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht (nicht gezeigt) an der Schnittstelle zwischen der inneren Schicht 133 und der wärmeisolierenden Schicht 132 ausgebildet, mit der die zwei Schichten fest vereinigt sind, und die äußere Schicht 131 und die wärmeisolierende Schicht 132 sind durch Schmelzen des Treibmittels an der Schnittstelle dazwischen vereinigt. Aufgrund der festen Haftung zwischen der inneren Schicht 133 und der wärmeisolierenden Schicht 132 über die Mischschicht sind gute Wärmeisolationseigenschaften und Formbeständigkeit sichergestellt, selbst wenn heißes Wasser u.s.w. eingegossen wird. Da die Hautschicht der inneren Schicht 133 in die Mischschicht mit einer reduzierten Dichte umgewandelt ist, hat der Behälter immer noch ein reduziertes Gewicht insgesamt, selbst wenn die äußere Schicht 131 eine reduzierte Dichte hat, um die Festigkeit zu erhöhen und die Bedruckbarkeit zu verbessern.
In dem wärmeisolierenden Behälter der Erfindung hat die äußere Schicht 131 vorzugsweise ein Basisgewicht von 250 bis 300 g/m², besonders von 300 bis 400 g/m². Ein Basisgewicht der äußeren Schicht von weniger als 200 g/m² führt zu unzureichender Eindrückfestigkeit und Fallfestigkeit in der vertikalen und seitlichen Richtung des Behälters. Ein Basisgewicht der äußeren Schicht von mehr als 500 g/m² stellt ausreichende Festigkeit sicher, aber führt zu einem vergrößerten Gewicht des Behälters und einer verlängerten Zeit für die Papierherstellung und die Trocknung, was die Produktivität reduziert. Das Basisgewicht der äußeren Schicht wird durch das in dem später beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die äußere Schicht 131 hat vorzugsweise eine Dichte von 0,6 bis 1,2 g/cm³, besonders von 0,8 bis 1,0 g/cm³, um eine ausreichende Festigkeit der äußeren Schicht zu erreichen, was zum leichten Gewicht und auch zum Erreichen von Oberflächenglattheit beiträgt. Die Dichte der äußeren Schicht wird durch das in dem später beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Vom Standpunkt der Formbeständigkeit und Eindrückfestigkeit hinsichtlich der für die Papierherstellung und Trocknung benötigten Zeit hat die äußere Schicht 131 vorzugsweise eine Dicke von 0,2 bis 0,85 mm, stärker bevorzugt von 0,3 bis 0,6 mm. Die Dicke der äußeren Schicht wird durch das in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die innere Schicht 133 des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise ein Basisgewicht von 100 bis 400 g/m², besonders von 150 bis 350 g/m². In Fällen, in denen das Basisgewicht der inneren Schicht geringer als 100 g/m² ist, neigt das wärmeisolierende Material dazu, auf der inneren Oberfläche freizuliegen, und wenn die Oberfläche der inneren Schicht z.B. mittels skin packing mit einem Kunststofffilm laminiert wird (im Folgenden beschrieben), dann neigt die innere Schicht dazu, aufgrund des Vakuums Risse zu entwickeln. Ein Basisgewicht von mehr als 400 g/m² stellt ausreichende Festigkeit sicher, führt aber zu einem vergrößerten Gewicht des Behälters und verringerter Produktivität wie im Fall der äußeren Schicht. Das Basisgewicht der inneren Schicht wird durch das in dem später beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die Dichte der inneren Schicht 133 ist vorzugsweise eine von 0,4 bis 0,8 g/cm³, besonders von 0,5 bis 0,8 g/cm³, hinsichtlich Oberflächenglattheit, Oberflächenfestigkeit, Formbeständigkeit und Staubvermeidungseigenschaften und Dämpfungseigenschaften beim Stapeln leerer Behälter, und für die Sicherstellung von Festigkeit, die einem skin packing widersteht. Die Dichte der inneren Schicht wird durch das in dem später beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die Dicke der inneren Schicht 133 ist vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm, stärker bevorzugt 0,18 bis 0,7 mm für die Sicherstellung von Stabilität bei der Papierherstellung, Reduzierung der Zeit für die Papierherstellung und Trocknung und für die Sicherstellung von Festigkeit. Die Dicke wird durch das in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die innere Schicht 133 hat vorzugsweise eine geringere Dichte als die äußere Schicht 131. Es wird vorgezogen, dass die innere Schicht ein geringeres Basisgewicht hat als die äußere Schicht. Falls die äußere Schicht eine geringere Dichte oder ein geringeres Basisgewicht als die innere Schicht hat, hat der Behälter eine reduzierte Festigkeit gegen eine externe Kraft und neigt zum Einknicken, und die äußere Schicht könnte beim Ergreifen deformiert werden, so dass die wärmeisolierende Schicht dünn wird, um ihre Wärmeisolationseigenschaften zu verschlechtern.
Die innere Schicht 133 und die äußere Schicht 131 sind vorzugsweise hauptsächlich aus Papiermasse für Papierherstellung gefertigt. Sie können allein aus Papiermassefasern gefertigt sein oder können andere Komponenten enthalten, wie Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide u.s.w. Der Anteil der zusätzlichen Komponenten ist vorzugsweise 1 bis 70% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 50% nach Gewicht, auf der Basis der Gesamtmenge der Papiermassefasern und der zusätzlichen Komponenten. Die innere Schicht 133 und die äußere Schicht 131 können zusätzlich geeignete Additive wie Faserdispergentien, Formhilfen, Farbpigmente, Färbehilfen und Ähnliches enthalten.
Die Dicke der wärmeisolierenden Schicht 132 ist vorzugsweise 0,4 bis 3 mm, stärker bevorzugt 0,5 bis 2,0 mm, um einen dünnwandigen und gut wärmeisolierenden Behälter zu erhalten. Der hier verwendete Begriff "Dicke der wärmeisolierenden Schicht" bedeutet die Dicke einschließlich der Mischschicht, welche durch das in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen wird.
Die Dichte der wärmeisolierenden Schicht 132 ist vorzugsweise 0,01 bis 0,15 g/cm³, stärker bevorzugt 0,02 bis 0,1 g/cm³, um einen dünnwandigen und gut wärmeisolierenden Behälter zu erhalten. Der hier verwendete Begriff "Dichte der wärmeisolierenden Schicht" bedeutet die Dichte einschließlich der Mischschicht, welche durch das in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen wird.
Das wärmeisolierende Material, das die wärmeisolierende Schicht 132 bildet, ist nicht besonders eingeschränkt. Ausdehnbare wärmeisolierende Materialien werden vorzugsweise verwendet wegen ihrer Fähigkeit, Schichten niedriger Dichte gleichmäßig und effizient zu bilden und wegen ihrer Fähigkeit, die innere Papiermasseschicht durch ihren Ausdehnungsdruck lokal zu deformieren, um der inneren Oberfläche des Behälters ein gewünschtes Profil zu geben.
Um ein Versengen der Papiermassefasern der inneren oder der äußeren Schicht aufgrund der Wärmeausdehnung zu unterdrücken, hat das ausdehnbare wärmeisolierende Material vorzugsweise eine Treibtemperatur von 100 bis 190 °C. Solche ausdehnbare Materialien umfassen vorzugsweise mikrogekapselte Treibmittel, ausdehnbare Kunststoffe und anorganische Treibmittel wie Natriumbikarbonat. Bevorzugt unter ihnen sind mikrogekapselte Treibmittel besonders aufgrund ihres hohen Ausdehnungsverhältnisses und ihrer Handhabungseigenschaften. Mikrogekapselte Treibmittel, die bevorzugt verwendet werden, umfassen jene mit Butan, Pentan u.s.w., das in Vinyldichlorid, Acrylnitril u.s.w. gekapselt ist.
Die wärmeisolierende Schicht 132 kann allein aus dem Treibmittel bestehen oder kann andere Komponenten enthalten, wie anorganische Substanzen, z.B. Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide und Ähnliches. Der Anteil der anderen Komponenten wird auf geeignete Weise bestimmt, um so die Dichte der wärmeisolierenden Schicht nicht zu vergrößern, um die Wärmeisolationseigenschaften zu reduzieren, und um das Gewicht des Behälters nicht zu vergrößern.
Der wärmeisolierende Behälter 130 hat die wärmeisolierende Schicht 132, die zwischen der inneren Schicht und der äußeren Schicht gebildet ist, um die vorgegebenen Wärmeisolationseigenschaften zu zeigen. Die Wärmeisolationseigenschaft eines wärmeisolierenden Behälters ist höher bei einer größeren Temperaturdifferenz zwischen dem Inhalt und der Oberfläche des Behälters. Die Wärmeisolationseigenschaft des wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung ist derart, dass die Temperaturdifferenz 20 bis 40 °C und die Oberflächentemperatur 50 bis 65 °C ist, stärker bevorzugt derart, dass die Temperaturdifferenz 25 bis 35 °C und die Oberflächentemperatur 55 bis 60 °C ist, wobei beide mit dem Verfahren des später beschriebenen Beispiels 2 gemessen werden.
Die wärmeisolierende Schicht 132 ist vorzugsweise über den ganzen Körper und den Boden des Behälters gebildet. Um eine zufriedenstellende Luftdurchlässigkeit beim Bilden der Kunststoffschicht mittels skin packing, wie es genannt wird, sicherzustellen, kann die wärmeisolierende Schicht in Teilen des Körpers und des Bodens ausgebildet sein.
Wie in 8 gezeigt, ist eine Kunststoffschicht 135 auf dem wärmeisolierenden Behälter 130 vorgesehen, um dem Behälter eine Wassersperre (Lecksicherheit), Gassperreigenschaften und Ähnliches zu verleihen.
Die Dicke der Kunststoffschicht 135 ist vorzugsweise 0,02 bis 0,1 mm, stärker bevorzugt 0,03 bis 0,08 mm, vom Standpunkt der Feuchtigkeitssicherheit, Festigkeit, Formbarkeit und Kosten. Die Dicke der Kunststoffschicht wird durch das in dem später beschriebenen Beispiel 3.1 angegebenen Verfahren gemessen.
Die Kunststoffschicht 135 ist im Material nicht besonders eingeschränkt, soweit es in der Lage ist, die beabsichtigte Funktion zu verleihen. Nutzbare Kunststoffe umfassen thermoplastische Kunststoffe, wie Polyolefin-Kunststoffe, z.B. Polyethylen und Polypropylen; Polyester-Kunststoffe, z.B. Polyethylen-Terephthalat; Polyamid-Kunststoffe, z.B. Nylon; Polyvinyl-Kunststoffe, z.B. Polyvinylchlorid; und Styren-Kunststoffe, z.B. Polystyren. Von diesen sind Polyolefin-Kunststoffe wegen der Kosten der Filmproduktion, Formbarkeit und Ähnliches bevorzugt. Die Kunststoffschicht hat entweder eine Einschichtstruktur oder eine Vielschichtstruktur.
Der wärmeisolierende Behälter 130 hat Abschnitte mit unterschiedlichen Wandstärken und Wanddichten in seinem Körper entsprechend dem Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels der wärmeisolierenden Schicht 132. D.h. bei dem Körper sind die Wandstärke und Wanddichte in vertikaler Richtung variiert.
Der wärmeisolierende Behälter 130 hat Schultern (Stufen) 130a und 130b, an denen der Körper in Abschnitte aufgeteilt ist, die sich in Wandstärke und Wanddichte unterscheiden. Die Wandstärke nimmt nach unten hin zu, während die Wanddichte in dem Körper nach unten hin abnimmt. Die Schulter 130a dient als eine Marke, die bezeichnend ist für das Niveau, bis zu dem heißes Wasser einzugießen ist (Eingießmarke). Die Schulter 130b dient als ein Stopper beim Stapeln leerer wärmeisolierender Behälter (Stapelschulter). Der Abschnitt nahe der Öffnung hat eine höhere Dichte des Treibmittels, um die Festigkeit zu verbessern, während der Abschnitt des Körpers von der Mitte bis zum Boden, welchen ein Benutzer greift, eine geringere Dichte des Treibmittels hat, um hohe Wärmeisolationseigenschaften zu erreichen. Die Schultern 130a und 130b, die durch die Unterschiede in der Wandstärke des Körpers entstehen, werden durch die innere Schicht gebildet. Da die Schultern 130a und 130b aufgrund der Veränderung in der Wandstärke des Körpers von der inneren Schicht 133 gebildet werden, kann die äußere Schicht 131, welche die äußere Oberfläche des Behälters 130 ist, glatt sein, was eine zufriedenstellende Bedruckbarkeit sicherstellt.
Von dem Standpunkt, dass der wärmeisolierende Behälter 130 eine dünne Wand haben sollte, ist die Wandstärke des Abschnitts, in dem die Wärmeisolationseigenschaften besonders gefragt sind, z.B. die Dicke T21 in 8, vorzugsweise 0,8 bis 5 mm, stärker bevorzugt 1,3 bis 5 mm und besonders bevorzugt 1,6 bis 4 mm.
Mindestens ein Teil der inneren Schicht 133 des wärmeisolierenden Behälters 130, der die Innenseite des wärmeisolierenden Behälters 130 bildet, hat die folgende Oberflächenglattheit, um die Haftung eines Kunststofffilms, der die Kunststoffschicht 135 bildet, sicherzustellen, und um Nadellöcher des Kunststofffilms zu verhindern. Die Oberflächenglattheit ist vorzugsweise derart, dass die durchschnittliche Mittellinienrauigkeit Ra und die maximale Höhe R_max, beide nach dem Verfahren von Beispiel 1.1 gemessen (in Korrespondenz zu JIS B0601), von 1 bis 20 μm bzw. 100 μm oder kleiner beträgt, vorzugsweise von 2 bis 10 μm bzw. 80 μm oder kleiner.
Mindestens der Teil der äußeren Schicht 131 des wärmeisolierenden Behälters 130, der die Außenseite des wärmeisolierenden Behälters 130 bildet, hat vorzugsweise eine durchschnittliche Mittellinienrauigkeit Ra von 1 bis 8 μm und eine maximale Höhe R_max von 60 μm oder kleiner, besonders ein Ra von 2 bis 6 μm und ein R_max von 50 μm oder kleiner, beide nach dem unten beschriebenen Verfahren gemessen, um zufriedenstellende Bedruckbarkeit sicherzustellen.
Es wird andererseits vorgezogen, dass die Seite der äußeren Schicht 131, die in Kontakt mit der wärmeisolierenden Schicht 132 zu bringen ist, eine relativ rauhe Oberfläche hat, was erreicht werden kann unter Verwendung eines groben Siebs bei der Papierherstellung, um so eine vergrößerte Verbindungsfestigkeit der zwei Schichten herbeizuführen.
Verfahren der Messung der Oberflächenglattheit:
Die Oberflächenrauigkeit wird gemessen mit Surfcom 120A von Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Unter den Bedingungen: Abschnitt: 2,5 mm; Auswertungslänge: 10,00 mm; Filter: 2CR; Messvergrößerung: 500; Neigungskorrektur: gerade Linie; und Polarität: Standard.
Der wärmeisolierende Behälter 130 hat einen Flansch 134 an dem Umfang seiner Öffnung 1300. Der Flansch 134 besteht aus der inneren Schicht 133 und der äußeren Schicht 131, die ohne dazwischen gelegte wärmeisolierende Schicht 132 miteinander verbunden sind. Gebildet aus der inneren Schicht 133 und der äußeren Schicht 131, die ohne dazwischen gelegte wärmeisolierende Schicht 132 direkt miteinander verbunden sind, kann der Flansch 134 dünner und fester gemacht werden und ist zusätzlich für nachfolgende Bearbeitungsschritte besser bearbeitbar. Mit dem Flansch 134 ohne Treibmittel ergibt sich keine Gefahr, dass ein Benutzer versehentlich Treibmittel verschluckt.
Der wärmeisolierende Behälter 130 ist bedeckt mit der Kunststoffschicht 135 soweit die Unterseite des Flansches reicht. Deshalb wird Wasser daran gehindert, durch die verbundene Randfläche des Flansches 134 einzudringen, wo die Enden der inneren Schicht 133 und der äußeren Schicht 131 zusammen kommen, und der Behälter wird vor Beschädigung geschützt, welche von dem verbundenen Rand ausgehen. Ferner fühlt sich der Flansch 134 glatt an, wenn ein Benutzer die Lippen an den Behälter 130 legt.
Das Verfahren der Produktion des wärmeisolierenden Behälters 130 wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In dem Produktionsverfahren des wärmeisolierenden Behälters 130 werden die innere Schicht 133 und die äußere Schicht 131 getrennt mittels Papierherstellung gebildet. Jede Schicht wird mittels Papierherstellung unter Verwendung einer Patrize und einer Matrize gebildet. Die Patrize, die verwendet werden kann, umfasst eine Patrize mit einem Papierherstellungsteil und einem aus Kunststoff gefertigten Sieb mit vorgegebener Maschenweite und Drahtstärke, welches das Papierherstellungsteil abdeckt, wobei das Papierherstellungsteil einen nach unter gerichteten Vorsprung mit einer gewünschten Kontur und mit Gas-/Flüssigkeitskanälen in seinem Inneren hat, die mit der Außenseite des Vorsprungs verbunden sind. Das Papierherstellungsteil der Patrize, die bei der Papierherstellung ver wendet wird, ist aus einem elastischen Material gefertigt, wie ein wärmebeständiges und korrosionsbeständiges Gummi. Unter Verwendung solch einer Form mit einem aus einem elastischen Material gefertigten Papierherstellungsteil kann ein geformter Artikel mit einem komplizierten Oberflächenprofil oder ein tief gezogenes Teil produziert werden. Die Matrize ist eine metallische Form mit einer Aushöhlung, deren inneres Oberflächenprofil mit der Kontur des Papierherstellungsteils der Patrize korrespondiert, und die mit einer Heizeinrichtung ausgerüstet ist, um so nicht nur für die Entwässerung sondern auch für die Trocknung zu dienen.
Wie in 9(a) und 9(c) gezeigt, werden eine Patrize 1320 und eine Patrize 1330 in jeweilige Tanks P31 bzw. P11 eingetaucht, die mit jeweiligen Schlämmen für die jeweiligen Schichten gefüllt sind, und die Schlämmen werden durch die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle (nicht gezeigt) aufgesogen, um die Papiermassefasern auf den jeweiligen Sieben (nicht gezeigt) abzulagern, um eine feuchte innere Schicht 133 und einer feuchte äußere Schicht 131 auf den Sieben der jeweiligen Patrizen zu bilden.
Die Schlämme, die für die Bildung der dritten Faserschicht verwendet wird, besteht vorzugsweise aus Papiermasse und Wasser. Sie kann zusätzlich zu den Papiermassefasern und dem Wasser anorganische Substanzen enthalten, wie Talk und Kaolinsand, anorganische Fasern wie etwa Glasfasern und Kohlenstofffasern, aus Partikeln bestehende oder faserige thermoplastische Synthetikkunststoffe wie etwa Polyolefine, nicht-hölzerne Fasern oder Pflanzenfasern, Polysaccharide und Ähnliches. Der Anteil der zusätzlichen Komponenten ist vorzugsweise 1 bis 70% nach Gewicht, stärker bevorzugt 5 bis 50% nach Gewicht, auf der Basis der Gesamtmenge der Papiermassefasern und der zusätzlichen Komponenten. Die Faserschlämme kann ferner geeignete Zusätze wie Faserdispergentien, Formhilfen, Farbstoffe oder Färbehilfen enthalten.
Die Schlämmen können ferner geeignete Additive enthalten, wie etwa Papiermassefaserdispergentien, Formhilfen, Farbpigmente, Färbehilfen. Die Schlämmen können ferner Schlichtmittel, Pigmente, Fixiermittel und Ähnliches in geeigneter Weise enthalten. Insbesondere ist der Zusatz eines Schlichtmittels dadurch vorteilhaft, dass dann, wenn eine feuchte innere Papiermasseschicht und eine äußere Papiermasseschicht, die auf einen vorgegebenen Wassergehalt getrocknet wurde, zu einem Körper zusammengeführt werden, verhindert wird, dass die äußere Papiermasseschicht den Wassergehalt der inneren Papiermasseschicht aufnimmt, und dadurch verhindert wird, dass das Erscheinungsbild wegen Flecken auf seiner äußeren Oberfläche verschlechtert wird.
In der Oberfläche der inneren Schicht 133, die durch Eintauchen der Patrize 1320 in die Papiermasseschlämme gefolgt von Aufsaugen abgelagert wurde, werden die Papiermassefasern in solch einem groben Zustand vorgefunden, dass ein Treibmittel, das später auf die äußere Oberfläche der inneren Schicht aufgebracht wird, leicht mit den Papiermassefasern verfilzt wird. Die innere Schicht 133, auf die ein Treibmittel aufgebracht wird, hat vorzugsweise einen Wassergehalt von 60 bis 90%, besonders von 70 bis 85%, so dass das Treibmittel mit den Papiermassefasern verfilzt werden kann, um leicht eine Mischschicht zu bilden.
Um ein Treibmittel effizient auszudehnen, um eine wärmeisolierende Schicht 132 zu bilden, wird die äußere Schicht 131 getrocknet, um ihre Dichte zu vergrößern, bevor die innere Schicht darauf gestapelt wird. Im Detail: nach einer vorgegebenen Zeit der Papierherstellung wird die Patrize 1330 aus der Schlämme herausgezogen und in eine zu der Patrize passende metallische Matrize 1331 eingepasst, wie in 9(b) gezeigt. Die Matrize 1231 hat vorzugsweise keine Entlüftungslöcher auf der Innenseite, um so keine Markierungen auf der äußeren Oberfläche der äußeren Papiermasseschicht 131 zurückzulassen. In Fällen, in denen eine Reduktion der Trocknungszeit gewünscht ist, kann die Matrize Entlüftungslöcher haben. Die feuchte Papiermasseschicht 131 wird unter Druck durch das Papierherstellungsteil der Patrize 1330 entwässert. Die Matrize 1331 wird durch ihre Heizeinrichtung (nicht gezeigt) erhitzt, um die erste Papiermasseschicht 131 zu trocknen, um ihre Dichte zu erhöhen. Während die erste Papiermasseschicht 131 entwässert und getrocknet wird, wird der Wassergehalt (Wasser und Dampf) der ersten Faserschicht 131 aufgesogen und über die Gas-/Flüssigkeitsströmungskanäle der Patrize 1330 nach außen abgegeben.
Die Druckkraft bei der Entwässerung und Trocknung der äußeren Schicht ist vorzugsweise 0,2 bis 3 MPa, stärker bevorzugt 0,3 bis 1,5 MPa für eine Verbesserung der Entwässerungseffizienz, um die Dichte der Schicht zu vergrößern.
Die Formtemperatur (die Temperatur der Matrize 1331) beim Trocknen der ersten äußeren Schicht 131 ist vorzugsweise 150 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C, für das Erreichen einer Trocknungseffizienz bei Verhinderung eines Versengens der Papiermasseschicht aufgrund der Trocknung.
Nach dem Entwässern und Trocknen wird die äußere Schicht 131 von der Patrize 1330 zu der Matrize 1331 überführt. Nach Abschluss des Überführens wird die Patrize 1330 zurückgezogen.
Während die äußere Schicht 131 behandelt wird, um eine vergrößerte Dichte zu haben, wird die äußere Oberfläche der inneren Schicht 133 mit einem Treibmittel beschichtet durch z.B. Eintauchen der Patrize 1320 mit der darauf abgelagerten inneren Papiermasseschicht 133 in einen Tank P21, der mit einer das Treibmittel enthaltenen Flüssigkeit (eine Lösung oder Dispersion des Treibmittels) gefüllt ist, wie in 9(d) gezeigt, um die Flüssigkeit in die äußere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 133 infiltrieren zu lassen.
Dann werden die innere Schicht 133 und die äußere Schicht 131 gestapelt, wobei die Treibmittelschicht 132 dazwischen liegt. D.h., die innere Schicht 133, die mit dem Treibmittel imprägniert ist, wird über die äußere Papiermasseschicht 131 plaziert, welche in der Matrize 1331 entwässert und getrocknet wurde, und wird auf die äußere Schicht 131 gestapelt, wie in 9(e) gezeigt. Beim Einpassen verbleibt die innere Papiermasseschicht 133 auf der Patrize 1320. D.h., die Patrize 1320 mit der innere Papiermasseschicht 133 auf ihr wird mit der Matrize 1331 zusammengebracht und drückt die feuchte innere Papiermasseschicht 133 mit ihrem Papierherstellungsteil, um die innere Schicht 133 und die äußere Schicht 131 bei der Ausführung des Entwässerns in intimen Kontakt zu bringen. Danach wird Druckluft durch die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 1321 ausgestoßen, um die innere Schicht 133 von der Patrize 1320 zu der Matrize 1331 zu überführen. Nach dem Überführen wird die Patrize 1320 zurückgezogen.
Wie in 9(f) gezeigt, wird eine metallische Patrize 1321 mit der Matrize 1331 zusammengeführt, um gegen die Matrize 1331 zu drücken. Die Patrize 1321 hat einen vorgegebenen Freiraum C13, der in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Wandstärke des wärmeisolierenden Behälters 130 an den Schultern 130a und 130b verändert ist. Die Patrize 1321 hat Gas-/Flüssigkeitskanäle (nicht gezeigt) ähnlich der Patrize 1320 und ist mit einer Heizeinrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet. Die Patrize 1321 und die Matrize 1331 werden von ihren jeweiligen Heizeinrichtungen erhitzt, um das Treibmittel auszudehnen, das in die innere Papiermasseschicht 133 infiltriert ist. Folglich reduziert die Treibmittelschicht 132 ihre Dichte, und eine Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht (wärmeisolierendes Material) wird zwischen der inneren Schicht 133 und der wärmeisolierenden Schicht 132 gebildet, um die zwei Schichten fest zu vereinigen, während die wärmeisolierende Schicht 132 und die äußere Schicht 131 aneinander befestigt werden, um den Körper und den Boden mit einem vereinigten Körper zu bilden.
Der Flansch 134 wird ebenfalls durch die Druckkraft während der Trocknung vereinigt. Ein Kleber wird vorzugsweise verwendet, um den Flansch 134 mit vergrößerter Haftung zu vereinigen. Die Verwendung von Stärke oder ähnlichem Kleber wird empfohlen für Anwendungen auf Nahrungsmittelbehälter.
Während des Erhitzens wird der Wassergehalt der inneren Papiermasseschicht 133 in der Form von Dampf über die Gas-/Flüssigkeitskanäle der Patrize 1321 ausgetrieben. Die Temperatur der Trocknungsform sollte auf oder über der Treibanfangstemperatur liegen, aber nicht so hoch sein, dass ein Versengen der Schichten verursacht wird, und sollte derart sein, dass eine hohe Trocknungseffizienz eingehalten wird. Von diesen Standpunkten aus sind die Temperaturen der Form vorzugsweise 140 bis 230 °C, stärker bevorzugt 170 bis 220 °C.
Nach dem Erreichen eines vorgegebenen Ausdehnungsverhältnisses und nach dem Trocknen der inneren Papiermasseschicht 133 auf einen vorgegebenen Wassergehalt ist das Heißtrocknen abgeschlossen. Die Patrize 1321 und Matrize 1331 werden geöffnet, um den sich ergebenden wärmeisolierenden Behälter zu entfernen (Halbfertigprodukt).
Danach wird die Kunststofffilmschicht 135 gebildet, um die innere Oberfläche der inneren Papiermasseschicht 133 und die Verbindungsenden des Flansches 134 abzudecken. Die Kunststofffilmschicht 135 kann mit gewöhnlichen Verfahren gebildet werden, wie etwa einer Bildung unter Vakuum. Bildung unter Vakuum kann z.B. auf dieselbe Weise wie in der dritten Ausführungsform ausgeführt werden (siehe 6(a) und 6(b)).
Wie oben beschrieben, hat der wärmeisolierende Behälter 130 dieser Ausführungsform eine Papiermasse/Treibmittel-Mischschicht, die zwischen der inneren Schicht 133 und der wärmeisolierenden Schicht 132 gebildet ist, mit der die innere Schicht 133 und die wärmeisolierende Schicht 132 fest zu einem Körper vereinigt sind. Deshalb wird ausreichende mechanische Festigkeit erreicht ohne die Basisgewichte der inneren Schicht 133 und der äußeren Schicht 131 zu vergrößern. Somit ist der wärmeisolierende Behälter 130 ein überlegener Behälter, der dünnwandig und leichtgewichtig ist und eine gewünschte mechanische Festigkeit und Wärmeisolationseigenschaften besitzt. Insbesondere ermöglicht die Existenz der Mischschicht auf der Innenseite der inneren Schicht 133, dass die äußere Schicht eine entsprechend vergrößerte Dichte hat, welche die Verbesserung von Festigkeit, Bedruckbarkeit, Oberflächeneigenschaften und Ähnliches begünstigt.
Da der wärmeisolierende Behälter 130 eine glatte Oberfläche ohne Verbindungsnähte an der Innenseite oder der Außenseite hat, zeigt er befriedigende Bedruckbarkeit und gute Haftung an einem Kunststofffilm.
Ferner variieren bei dem wärmeisolierenden Behälter 130 die Wandstärke und Dichte in dem Körper in vertikaler Richtung entsprechend dem Ausdehnungsverhältnis des Treibmittels. Der Abschnitt nahe dem Flansch 134, der keine so hohe Wärmeisolationseigenschaften haben muss, hat ein unterdrücktes Ausdehnungsverhältnis, um Festigkeit sicherzustellen, während der Abschnitt von der Mitte des Körpers zum Boden, der gute Wärmeisolationseigenschaften haben muss, für ein hohes Ausdehnungsverhältnis entworfen ist, um gute Wärmeisolationseigenschaften zu besitzen. Mit anderen Worten: der Behälter ist ausgezeichnet dadurch, dass er gute Wärmeisolationseigenschaften und Festigkeit wo benötigt hat.
Die vorliegende Erfindung ist nicht begrenzt auf den wärmeisolierenden Behälter 130 der oben angeführten Ausführungsform, und verschiedene Veränderungen und Modifikationen können gemacht werden, ohne von seinem Geist und Umfang abzuweichen.
Während es für einen tassenförmigen wärmeisolierenden Behälter wie den Behälter der oben angeführten Ausführungsform wünschenswert ist, Abschnitte unterschiedlicher Wand stärke und Wanddichte aufgrund des Ausdehnungsverhältnisses des Treibmittels in seinem Körperabschnitt (dem mit der Hand zu ergreifenden Abschnitt) zu haben, sind die Stellen, an denen solche Abschnitte unterschiedlicher Wandstärke und Wanddichte zu bilden sind, entsprechend der Form des Behälters wählbar. In den Fällen, in denen ein Behälter eine Platte ist, können solche Abschnitte in dem Körper oder in dem anderen Teil, z.B. dem Boden, gebildet werden. Ferner wird die Ausbildung einer Stapelschulter empfohlen, kann aber falls unnötig weggelassen werden.
Während es für den wärmeisolierenden Behälter der vorliegenden Erfindung vorzuziehen ist, eine Mischschicht auf der Außenseite der inneren Schicht zu haben, mit der die innere Schicht und die wärmeisolierende Schicht zusammengefügt sind, wie in dem wärmeisolierenden Behälter 130 der oben angeführten Ausführungsform, ist es möglich, die Mischschicht auf der Innenseite der äußeren Schicht auszubilden, so dass die äußere Schicht und die innere Schicht über die Mischschicht miteinander verbunden werden. Es ist auch möglich, die Mischschicht auf beiden Seiten der wärmeisolierenden Schicht auszubilden, so dass jede der inneren und der äußeren Schicht über die Mischschicht mit der wärmeisolierenden Schicht verbunden sind.
Die Form des wärmeisolierenden Behälters der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben veranschaulichten Behälter und umfasst verschiedene Formen, wie als Schalen, Flaschen, Platten und Tabletts. Natürlich sind die wärmeisolierenden Behälter der vorliegenden Erfindung, die wegen ihrer Wärmeisolationseigenschaft kaum Kondensation verursachen, nützlich als Behälter für kalte Nahrungsmittel und Getränke.
Während eine Beschichtung der Außenfläche der inneren Schicht mit dem Treibmittel vorzugsweise durch Eintauchen der inneren Schicht in eine ein Treibmittel enthaltende Flüssigkeit durchgeführt wird, ist es möglich, die Flüssigkeit auf die Außenfläche der inneren Schicht durch Sprühen und Ähnliches aufzubringen.
10 veranschaulicht eine erste Ausführungsform des Apparats für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung. In 10 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Apparat für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälter (im Folgenden einfach als ein Apparat bezeichnet). P bezeichnet einen Kompressor und V bezeichnet einen Vakuumevakuierer.
Der Apparat 1 ist entworfen, einen in 11 gezeigten, wärmeisolierenden Behälter herzustellen, der eine äußere Schicht 141 und eine innere Schicht 143 hat, die getrennt hauptsächlich aus Papiermasse hergestellt und in einen vereinigten Körper zusammengeführt sind, und der auch eine wärmeisolierende Schicht 142 hat, die durch Ausdehnung eines Treibmittels gebildet ist, welche zwischen die äußere Schicht 141 und die innere Schicht 143 gelegt ist.
Wie in 10 gezeigt, hat der Apparat 1 eine Vielzahl von die äußere Schicht bildenden Kerneinheiten 2 (im Folgenden einfach Kerneinheiten genannt), einen Überführungsmechanismus 3 für die Überführung der Kerneinheiten 2 in einer Drehbewegung, eine die äußere Schicht bildende Station 4, in der eine äußere Schicht 141 unter Verwendung einer jeden Kerneinheit 2 gebildet wird, welche durch den Überführungsmechanismus 3 überführt wurde, eine Vielzahl von die innere Schicht bildenden Kerneinheiten 5 (im Folgenden einfach Kerneinheiten genannt), einen Überführungsmechanismus 6 für die Überführung der Kerneinheiten 5 in einer Drehbewegung, eine die innere Schicht bildenden Station 7, in der eine innere Schicht 143 mit einem an seiner äußeren Oberfläche haftenden Treibmittel unter Verwendung einer jeden Kerneinheit 5, die durch den Überführungsmechanismus 6 überführt wurde, gebildet wird, und eine einen vereinigten Körper bildende Station 8, in der die äußere Schicht 141 und die innere Schicht 143, die in der die äußere Schicht bildenden Station 4 bzw. in der die innere Schicht bildende Station 7 gebildet wurden, zusammengeführt werden, und dann das Treibmittel ausgedehnt wird, um eine wärmeisolierende Schicht 142 zu bilden.
Wie in 12 gezeigt, ist jede Kerneinheit 2 eine Vielkernform, mit der eine äußere Schicht für vier wärmeisolierende Behälter mittels einer einzigen Operation der Papierherstellung gebildet werden kann. Jede Kerneinheit 2 hat elastische, konvexe Kerne 20, deren jeder Fluid-Strömungskanäle 200 in seiner Innenseite hat, eine Befestigung 21, auf der die elastischen Kerne 20 mit ihren Vorsprüngen (konvexen Gebilden) entweder aufwärts oder abwärts gerichtet befestigt sind, und die in ihrem Inneren verbindende Kanäle 210 hat, die mit den Strömungskanälen 200 in Verbindung stehen, und ein Papierherstellungssieb 22, welches die Oberfläche eines jeden elastischen Kerns 20 abdeckt.
Der elastische Kern 20 hat eine Kontur, die in der Größe geringfügig kleiner ist als die Kontur eines zu produzierenden Formartikels. Die Höhe des Papierherstellungsteils oberhalb des Flansches ist größer als die Höhe (oder Tiefe) des zu produzierenden Formartikels. Der elastische Kern 20 ist aus einem Material gefertigt, das durch Pressen elastisch deformierbar ist. Solche Materialien umfassen Gummimaterialien, z.B. Silikongummi und Urethangummi.
Die Strömungskanäle 200 innerhalb des elastischen Kerns 20 umfassen einen Hauptströmungskanal 201 und eine Vielzahl von Zweigströmungskanälen 202, die von dem Hauptströmungskanal 201 abzweigen und sich zur Außenseite des elastischen Kerns 20 radial hinziehen. Ein Ende eines jeden Zweigströmungskanals 202 ist zur äußeren Oberfläche des Papierherstellungsteils des elastischen Kerns hin offen. Das Flächenverhältnis der Öffnungen an der äußeren Oberfläche des Papierherstellungsteils ist vorzugsweise 5 bis 40 %, stärker bevorzugt 5 bis 12%, um eine im Folgenden beschriebene Effizient bei der im Folgenden beschriebenen Entwässerung einer geformten Struktur sicherzustellen, die hauptsächlich aus Papiermasse gebildet ist, und für Sicherstellen der Festigkeit des elastischen Kerns beim Pressen der gebildeten Struktur. Aus denselben Gründen ist die Anzahl der Öffnungen der Zweigströmungskanäle 202 an der äußeren Oberfläche des Papierherstellungsteils vorzugsweise 1 bis 4 pro cm², stärker bevorzugt 1 oder 2. Die Zweigströmungskanäle 202 haben eine ausreichende Querschnittsfläche, so dass das Durchströmen eines Fluids nicht behindert wird, selbst wenn der elastische Kern 20 durch Pressen elastisch deformiert wird.
Die Befestigung 21 ist ein plattenförmiges Teil mit einer Aushöhlung, in die die elastischen Kerne 20 eingepasst und mit den Vorsprüngen aufwärts gerichtet befestigt sind. Die Verbindungskanäle 210, die mit den Hauptströmungskanälen 201 der elastischen Kerne 20 verbunden sind, sind angenähert in der Mitte des Bodenabschnitts der Befestigung 21 ausgebildet. An jeder der vier Seiten der Befestigung 21 ist ein Loch 211 ausgebildet, in das eine Klaue 315 eines Greifers 314 (im Folgenden beschrieben, siehe 13) oder ein Stift 323 einer Umdreheinheit 32 (im Folgenden beschrieben, siehe 14) eingreift. Die elastischen Kerne 20 sind mit der Befestigung 21 durch Verschraubung befestigt.
Das Papierherstellungssieb 22 ist aus einem ausdehnbaren Material gebildet, das in der Lage ist, in Übereinstimmung mit der elastischen Deformation der elastischen Kerne 20 deformiert zu werden (z.B. aus einem Netz synthetischer Kunststofffasern). Das Papierherstellungssieb 22 hat eine solche Maschenweite, die zulässt, dass der Wassergehalt einer Papiermasseschlämme durchgelassen wird, aber Papiermassefasern blockiert werden. Solch eine Maschenweite ist vorzugsweise 10 bis 80 Mesh, stärker bevorzugt 30 bis 50 Mesh, für die Ausführung der Papierherstellung, während ein Verstopfen mit Papiermassefasern verhindert wird. Für die Sicherstellung der Wasserabsaugleistung, der Luftdurchlässigkeit und Festigkeit ist vorzuziehen, dass das Papierherstellungssieb 22 ein durchschnittliches Öffnungsflächenverhältnis von 10 bis 80%, besonders von 20 bis 40% hat, wenn es dicht über die äußere Oberfläche der elastischen Kerne gelegt wird. Das Papierherstellungssieb 22 ist an seinem Umfang zwischen den elastischen Kernen 22 und der Befestigung 21 befestigt.
In einer zusammen gebauten Kerneinheit 2 ist ein Strömungspfad bereit gestellt, der die Außenseite (die Papierherstellungsoberfläche) und die Innenseite der Kerneinheit 2 über das Papierherstellungssieb 22, die Strömungskanäle 200 und die Verbindungskanäle 210 verbindet.
Wie in 13 gezeigt, hat der Überführungsmechanismus 3 ein Förderband 30, das die Kerneinheiten 2 zur Vorderseite der die äußere Schicht bildenden Station 4 trägt, eine horizontale Querführungseinheit 31, welche die auf dem Förderband 30 getragenen Kerneinheiten 2 greift und sie zu der die äußere Schicht bildende Station 4 überführt, eine Umdreheinheit 32, welche die Kerneinheit 2 mit einer darauf ausgebildeten äußeren Schicht von der Querführungseinheit 31 aufnimmt und die Kerneinheit 2 umdreht, eine Überführungseinheit 33, welche die Bewegungsrichtung der umgedrehten Kerneinheit 2 verändert, ein Förderband 34, welches synchron zur Überführungseinheit 33 arbeitet, um die Kerneinheit 2 trägt, welche ihre Bewegungsrichtung verändert hat, eine Transporteinheit 35, welche die Kerneinheit 2 von dem Förderband 34 aufnimmt und sie zu der den vereinigten Körper bildenden Station 8 transportiert, und ein Förderband 36, welches die Kerneinheit 2, von dem die äu ßere Schicht 141 entfernt worden ist, in die Transporteinheit 35 zu dem Förderband 30 zurückbringt.
Ein Allzweckförderband wie ein Bandtransport oder ein Rollentransport, kann für die Förderbänder 30, 34 und 36 ohne besondere Einschränkung verwendet werden.
Wein 13 gezeigt, umfasst eine horizontale Querführungseinheit 31 einen horizontal gestützten Schaft 310, ein von einem Motor angetriebenes Querführungsteil 311, das in der axialen Richtung des Schaftes 310 (horizontale Richtung) beweglich ist, und vier Kolbeneinheiten 312, die an dem Querführungsteil 311 befestigt sind (als Kolbeneinheiten 312A bis 312D von links nach rechts in 13 bezeichnet.)
Die in 13 gezeigten, linken drei Kolbeneinheiten 312A, 312B und 312C haben jede ein Strömungsrohr 3130 durch ihren Schaft. Die Strömungsrohre 3130 sind jeweils mit im Folgenden beschriebenen Strömungsleitungen 401 bis 403 (siehe 10) an ihren oberen Enden und mit den Verbindungskanälen 210 der Kerneinheit 2 über einen im Folgenden beschriebenen Greifer 314 an ihren unteren Enden verbunden. Der Greifer 314, der die Kerneinheit 2 an dem Umfang der Befestigung 21 zu greifen hat, ist an der Spitze das Schafts 313 einer jeden Kolbeneinheit 312 vorgesehen.
Der Greifer 314 hat zwei Stangen, die horizontal durch die Kolbeneinheit ausgefahren und eingefahren werden. Die zwei Stangen haben jede an ihrem Ende einen Arm, der sich um die horizontale Achse dreht. Jeder Arm hat an seinem Ende eine Klaue 315, die in das Loch 211 der Kerneinheit eingreift. Jeder der Kolbeneinheiten 312 bewegt den Greifer 314 vertikal abwärts, und der Greifer 314 ergreift die Kerneinheit 2 mit abwärts gerichteten Vorsprüngen.
Ein verbindender Kanal 3140 ist in der Basis des Greifers 314 einer jeden Kolbeneinheit 312A, 312B und 312C ausgebildet. Der verbindende Kanal 3140 verbindet das Strömungsrohr 3130, das den Schaft 313 durchstößt, mit den Verbindungskanälen 210 der Kerneinheit 2. Wenn die Kerneinheit 2 vom Greifer 314 gegriffen ist, ist das Strömungsrohr 3130, das den Schaft 313 durchstößt, der Verbindungskanal 3140 in der Basis des Greifers 314 und die Verbindungskanäle der Kerneinheit 2 flüssigkeitsdicht verbunden, um einen Strömungs pfad vorzusehen. Über diesen Strömungspfad, der mit der Strömungsrohrleitung 401, 402 oder 403 verbunden ist, kann Druckluft für die Reinigung der Kerneinheit 2 zugeführt werden, kann der Flüssigkeitsgehalt einer Papiermasseschlämme beim Formen der äußeren Schicht mittels Papierherstellung abgegeben werden und kann Druckluft für die Entwässerung der äußeren Schicht zugeführt werden.
In der ersten Ausführungsform des Apparats sind drei Paare von Kolbeneinheiten 316 an jeweiligen Rahmen (nicht gezeigt) über einem Reinigungstank 470, einem Papiermasseschlämmetank 400 und einer (im Folgenden beschriebenen) Entwässerungsform 410 parallel zur Bewegungsrichtung des Querführungsteils 311 an einer vertikalen Position in Übereinstimmung mit der vertikalen Bewegung des jeweiligen Greifers 314 befestigt. Diese Kolbeneinheiten 316 arbeiten synchron mit den jeweiligen Kolbeneinheiten 312A bis 312D, um die Kerneinheit 2 zu halten, während die Kerneinheit 2 sich vor der Überführung zwischen benachbarten Kolbeneinheiten 312 in Bereitschaft befindet. D.h., das linke Paar von Kolbeneinheiten 316 in 13 hält vorübergehend die Kerneinheit 2, die durch die linke Kolbeneinheit 312A von dem Förderband 30 überführt und in dem Reinigungstank 470 gereinigt wird, bis sie von dem Greifer 314 der nächsten Kolbeneinheit 312B gegriffen wird. Das mittlere Paar von Kolbeneinheiten 316 hält vorübergehend die Kerneinheit 2, die durch die von links zweite Kolbeneinheit 312B in einen Tank 400 eingetaucht wurde und darauf die äußere Schicht 141 gebildet hat, bis sie von dem Greifer 314 der von links dritten Kolbeneinheit 312C ergriffen wird. Das rechte Paar von Kolbeneinheiten 316 hält vorübergehend die Kerneinheit 2, die durch die von links dritte Kolbeneinheit in die Entwässerungsform 410 eingepasst und entwässert wurde, bis die Kerneinheit 2 von dem Greifer 314 der rechten Kolbeneinheit ergriffen wird. Auf diese Weise arbeiten die Kolbeneinheiten 312A bis 312D und die Kolbeneinheiten 316 synchron auf eine solche Weise, dass die Kerneinheit 2 nach der Behandlung in dem Reinigungstank 470, in dem Papiermasseschlämmetank 400 oder der Entwässerungsform 410 vorübergehend in Bereitschaft oberhalb der jeweiligen Tanks oder Form gehalten wird. Somit werden die Kerneinheiten 2, die nacheinander abgegeben werden, zwischen benachbarten Kolbeneinheiten 312 gleichmäßig überführt, und in den Fällen, in denen die Kerneinheit 2 unmittelbar nach der Reinigung oder Papierherstellung tropft, ist der Tank unter der Kerneinheit darauf ausgelegt, dass er die Tropfen auffängt.
Wie in 14 gezeigt, hat die Umdreheinheit 32 ein Paar von vertikal getragenen Kolbeneinheiten 320, die zueinander einen vorgegebenen Abstand haben. Ein Drehstellglied 321 ist am Ende des Schafts einer jeden Kolbeneinheit 320 angebracht, so dass die zwei Stellglieder 321 sich gegenüberliegen. Ein kurzhubiger Kolben 322 ist an dem Ende eines jeden Drehstellglieds 321 angebracht, und ein Stift 323 ist an dem Ende des Schafts des kurzhubigen Kolbens 322 angebracht. Die Stifte 323 greifen in die Löcher 211 der Kerneinheit 2 ein, während sie durch den Greifer 314 der rechten Kolbeneinheit 312 gehalten wird (13). Nachdem die Kerneinheit 2 von dem Greifer freigekommen ist, dreht das Drehstellglied 321, um die Kerneinheit 2 umzudrehen. Die Kolbeneinheiten 320 arbeiten, um die Kerneinheit 2 nach unten zu der Position zu bringen, die durch die gestrichelte Linie von 14 bezeichnet wird, um die Kerneinheit 2 auf eine im Folgenden beschriebene Servicetafel zu legen. Der Eingriff der Stifte 323 wird dann freigegeben, um die Überführung abzuschließen.
Wie in 15 gezeigt, verändert die Überführungseinheit 33 die Bewegungsrichtung der Kerneinheit 2, die durch die Umdreheinheit 32 umgedreht wurde, um einen rechten Winkel. Sie umfasst hauptsächlich ein motorgetriebenes Querführungsteil 331, das entlang der Achse eines horizontal getragenen Schafts 330 beweglich ist, und eine Servicetafel 332, die auf dem Querführungsteil 331 befestigt ist. Die Servicetafel 332 hat eine Vielzahl von angetriebenen Rollen 333 an seiner Oberseite und ist darauf ausgelegt, synchron mit dem Förderband 34 betrieben zu werden, um die Bewegungsrichtung der Kerneinheit 2 in einem rechten Winkel zu verändern und sie zu der im Folgenden beschriebenen Transporteinheit 35 zu überführen.
Wie in 16 gezeigt, hat die Transporteinheit 35 eine Deckplatte 351, eine Bodenplatte 352, vier Führungsstangen 350, die in vorgegebenem Abstand vertikal angeordnet sind und an ihren vertikalen Enden von den vier Ecken der Deckplatte 351 und der Bodenplatte 352 getragen werden, und eine Arbeitsplatte 353, die sich vertikal entlang den Führungsstangen 350 bewegt.
Ein Gewindeloch durchläuft das Zentrum der Deckplatte 351 vertikal, und eine mit Gewinde versehene Schubstange 354 ist hinein geschraubt. Die Arbeitsplatte 353 ist an dem unteren Ende der Schubstange 354 befestigt, und ein Scheibenkopf 355 ist an dem oberen Ende der Schubstange 354 befestigt. Ein Verschlussring 356 besteht aus einer Vielzahl aufge teilter Stücke (Mutterschloß) 3561, die ausgelegt sind, horizontal durch einen Antrieb 3560 bewegt zu werden und zusammen in eine Mutter kombiniert zu werden, die auf das Gewinde der Schubstange 354 passt. Der Antrieb 3560 schließt das Mutterschloß 3561, um es mit dem Gewinde der Schubstange 354 in Eingriff zu bringen, um dadurch die Drehung der Schubstange 354 zu verriegeln.
In der so konstruierten Transporteinheit 35 dreht sich der Kopf 255, um die Schubstange 354 in der axialen Richtung vertikal zu bewegen, um die Arbeitsplatte 353 vertikal zu bewegen. Der Verschlussring 354 verschließt die Drehbewegung der Schubstange 354, um eine vorgegebene Druckkraft aufrecht zu erhalten. In diesem Zustand wird eine im Folgenden beschriebene (siehe 17) Trocknungsform 421 mit der Kerneinheit 2 zusammen gebracht.
Eine Befestigung 357, auf welche die Kerneinheit 2 (oder die Kerneinheit 5) oder eine im Folgenden beschriebene, einen vereinigten Körper bildende Kerneinheit 820 plaziert wird, ist auf der Bodenplatte 352 angeordnet. Die Befestigung 357 hat Registrierungskolbeneinheiten 358, welche die Kerneinheit von beiden Seiten einklemmen, um die Kerneinheit in eine richtige Position zu plazieren. Die Befestigung 357 hat in ihrem Inneren einen Strömungskanal 3570, der die Verbindungskanäle 210 der Kerneinheit 2 (oder der Kerneinheit 5) nach außen führt, so dass Dampf von der äußeren Schicht 141 (oder einem vereinigten Körper 14) während der Trocknung abgegeben weiden kann.
Eine Trocknungsform 421 (im Folgenden beschrieben) ist mit dem Zentrum der Unterseite der Arbeitsplatte 353 befestigt. Die Trocknungsform 421 ist darauf ausgelegt, mit der Kerneinheit 2 zusammen zu passen, welche auf die Befestigung 357 in einer vorgegebenen richtigen Position plaziert ist.
Jede Transporteinheit 35 ist mit einer Endloskette 359 für Zug an dem Zentrum der Unterseite der Bodenplatte 352 verbunden. Die Endloskette 359 ist über zwei Zahnräder (nicht gezeigt) gelegt, die in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind. Ein Antriebsmotor (nicht gezeigt) dreht eines der zwei Zahnräder, wodurch die Endloskette 359 angetrieben wird, um die Transporteinheiten 35 auf einer elliptischen Spur zu tragen. Walzen R1, die um eine horizontale Achse drehbar sind, sind auf beiden Seiten der Endloskette 359 in Kontakt mit der Unterseite der Bodenplatte 352 vorgesehen, und Führungsrollen R2, die um eine vertikale Achse drehbar sind, sind auf beiden Seiten der Bodenplatte 352 in Kontakt mit den Seitenrandflächen der Bodenplatte 352 vorgesehen. Unter Führung durch die Walzen R1 und Führungsrollen R2 werden die Transporteinheiten 35 gleichmäßig und stabil auf der elliptischen Spur der Endloskette 359 getragen.
In einer Modifikation sind um eine horizontale Achse drehbare Rollen auf beiden Seiten der unteren Oberfläche der Bodenplatte 352, und um einer vertikale Achse drehbare Rollen an beiden Seitenflächen der Bodenplatte vorgesehen und Spurschienen für diese Rollen entlang der elliptischen Spur der Endloskette 359 ausgelegt, wodurch die Transporteinheiten 35 gleichmäßig und stabil auf der elliptischen Spur der Endloskette 359 getragen werden.
Eine Umdreheinheit 360 für das Umdrehen einer Kerneinheit 2 ist in der Mitte des Förderbands 36 vorgesehen, wie in 13 gezeigt, wo eine Kerneinheit 2, die mit ihren elastischen Kernen 20 nach oben gerichtet zurückkehrt, umgedreht wird, um die elastischen Kerne 20 abwärts zu richten. Da die Umdreheinheit 360 dieselbe Struktur wie die Umdreheinheit 32 hat, wird die Beschreibung dafür weggelassen.
Wie in 10 gezeigt, hat die die äußere Schicht bildende Station 4 eine Papierherstellungseinrichtung 40, in der die Kerneinheit 2 eingetaucht wird, um eine äußere Schicht 141 auf jedem Kern mittels Papierherstellung zu bilden, eine Äußere-Schicht-Entwässerungseinrichtung 41 für die Entwässerung der gebildeten äußeren Schicht 141, eine Äußere-Schicht-Trocknungseinrichtung 42 für die Trocknung der entwässerten äußeren Schicht 141, eine Druckeinheit 43, in der die äußere Schicht zwischen der Kerneinheit 2 und einer im Folgenden beschriebenen Trocknungsform 421 gehalten wird, und eine Freigebeeinrichtung 44 für die Freigabe der getrockneten äußeren Schicht 141 von der Kerneinheit 2.
Wie in 13 gezeigt, hat die Papierherstellungseinrichtung 40 einen Papiermasseschlämmetank 400, der mit einer Papiermasseschlämme gefüllt ist, und eine Strömungsrohrleitung 401 (siehe 10) führt zu den Verbindungskanälen 210 der Kerneinheit 2. Das andere Ende der Strömungsrohrleitung 401 ist mit einem Vakuumevakuierer V verbunden, welcher die flüssige Komponente der Papiermasseschlämme aufsaugt und abgibt.
Wie in 13 gezeigt, hat die Entwässerungseinrichtung 41 eine hohle Entwässerungsform 410 mit Aushöhlungen, die mit der Kerneinheit 2 korrespondieren, und eine Saugrohrleitung 411, die mit dem Boden der Entwässerungsform 410 verbunden ist.
Die Entwässerungsform 410 hat ein Drainageloch (nicht gezeigt) am Boden und Verbindungskanäle (nicht gezeigt), welche die Außenseite und die Innenseite des Aushöhlungsblocks verbinden. Eine Kolbeneinheit 412 ist an der Seite der Entwässerungsform 410 angebracht. Eine Sperrklaue 413, die um eine horizontale Achse herum schwingt, ist am Ende des Schafts der Kolbeneinheit 412 angebracht.
Ein Ende der Saugrohrleitung 411 ist mit dem Drainageloch verbunden und das andere Ende ist mit einem Vakuumevakuierer (nicht gezeigt) verbunden. Die Kolbeneinheit 312 senkt die Kerneinheit 2, um sie in die Entwässerungsform 410 einzupassen. Die elastischen Kerne 20 drücken die äußere Schicht 141, um das äußere Profil der äußeren Schicht 141 in Übereinstimmung mit dem inneren Profil der Aushöhlung der Entwässerungsform 410 zu deformieren. Dann arbeitet die Verriegelungsklaue 413, um die Kerneinheit 2 und die Entwässerungsform 410 unter einem vorgegebenen Druckzustand für eine vorgegebene Zeitspanne zu halten, während der Druckluft über die Strömungsrohrleitung 402, die mit dem Kompressor P und dem Strömungsrohr 3130 verbunden ist, zugeführt wird, während Wasser durch die Saugrohrleitung 411 abgegeben wird. Die äußere Schicht 141 wird so entwässert, bis ein vorgegebener Wassergehalt erreicht wird.
Wie in 16 gezeigt, hat die Trocknungseinrichtung 42 eine Heizplatte 420, die an der Unterseite der Arbeitsplatte 353 der Transporteinheit 35 angebracht ist, und eine Trocknungsform 421, die an der Unterseite der Heizplatte 420 angebracht ist.
Die Trocknungsform 421 hat Aushöhlungen, die mit der Kerneinheit 2 korrespondieren. Strömungskanäle 4210 (siehe 19(b)), die zu der Außenseite geführt sind, sind in dem Aushöhlungsblock ausgebildet. Die Strömungskanäle 4210 sind zu einer Strömungsrohrleitung 422 geführt, die über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) mit einem Vakuumevakuierer und zu einem Kompressor (beides nicht gezeigt) geführt sind. Der Pfad der Strömungsrohrleitung 422 wird durch das Umschaltventil zu einem Evakuierungspfad geschaltet, um Dampf durch die Strömungskanäle der Trocknungsform 421 abzugeben.
Nach der vorliegenden Ausführungsform wird die Äußere-Schicht-Trocknungsform 421 als eine gemeinsame Form für die Bildung eines im Folgenden beschriebenen vereinigten Körpers 14 und für die Trocknung des vereinigten Körpers gemeinsam verwendet. Beim Umschalten des Umschaltventils 422 wird der Strömungspfad, der die Strömungsrohrleitung 422 und den Vakuumevakuierer oder den Kompressor umfasst, zwischen einem Evakuierungspfad und einem unter Druck stehenden Pfad umgeschaltet, so dass die Trocknungsform 421 eine Saugkraft auf die äußere Schicht 141 oder den vereinigten Körper 14 ausüben kann, wenn die äußere Schicht 141 oder der vereinigte Körper 14 von der Kerneinheit 2 oder 5 freigegeben wird, oder Druckluft kann dem vereinigten Körper 14 zugeführt werden, wenn der vereinigte Körper freigegeben wird. Der Vakuumevakuierer und der Kompressor sind innerhalb der elliptischen Spur der Transporteinheit 35 installiert, und jede Transporteinheit 35 läuft um, während ihre Strömungsrohrleitung 422 damit verbunden ist.
Wie in 17 gezeigt, hat die Druckeinheit 43 eine Kolbeneinheit 430, welche den Kopf 355 der Transporteinheit 35 dreht, um die Trocknungsform 421 herabzubringen und eine Tragbefestigung 431, die in Kontakt mit der Bodenplatte 352 steht und die Last aufnimmt.
Wie in 18 gezeigt, saugt die Äußere-Schicht-Freigebeeinrichtung 44 die äußere Schicht 141, die auf der Transporteinheit 35 in einem (oben beschriebenen) Druckzustand durch die Druckeinheit 43 getragen wurde, zur Trocknungsform 421, um dadurch die äußere Schicht 141 von der Kerneinheit 2 zu lösen. Sie hat einen Evakuierungspfad, der die Strömungsrohrleitung 422 und den damit verbundenen Vakuumevakuierer umfasst, und übt eine Saugkraft auf die äußere Schicht zur Trocknungsform 421 hin aus; eine Kolbeneinheit 440, welche den Kopf 355 der Trocknungsform-Transporteinheit 35 dreht, um die Trocknungsform 421 aufwärts zu bringen; und eine Kolbeneinheit 441, die nur die Kerneinheit 2 aus der Transporteinheit 35 heraus drückt. Ein Abstreifer 442, der die Kerneinheit 2 auf das Förderband 36 drückt, ist am Ende des Schafts der Kolbeneinheit 441 befestigt. Während die Trocknungsform 421 sich nach oben bewegt, wird die äußere Schicht 141 über die Strömungsrohrleitung 422 zur Trocknungsform 421 gesogen. Somit wird die äußere Schicht 141 von den elastischen Kernen 20 getrennt, welche mit Druckentlastung ihre ursprüngliche Gestalt elastisch wiedergewinnen. Wenn die Trocknungsform 421 eine vorgegebenen Höhe erreicht, betätigt die Kolbeneinheit 441 den Abstreifer 442, um nur die Kerneinheit 2 auf das Förderband 36 zu drücken.
In der vorliegenden Ausführungsform hat die die äußere Schicht bildende Station 4 einen Kleberauftragseinrichtung 46 für das Auftragen eines Klebers auf die Flansche 110 der äußeren Schicht 141 während des Ansaugens an die Trocknungsform 421, wie in 19 gezeigt.
Die Kleberauftragseinrichtung 46 umfasst eine Pfanne 460, die mit einem Kleber gefüllt ist, und einen Auftrager 461, der den Kleber in der Pfanne 460 auf die Flansche 110 der äußeren Schicht aufträgt. Eine erste Rolle 462, die in den Kleber eingetaucht wird, und eine zweite Rolle 463, die sich synchron mit der ersten Rolle 462 dreht, während sie den Kleber von der ersten Rolle 462 aufnimmt, wobei beide um jeweilige horizontale Achsen drehbar sind, sind in der Pfanne 460 plaziert. Der Auftrager 461 hat eine horizontal getragene Kolbeneinheit 464 und eine Übertragungsrolle 4 an 65, die an dem Ende des Schafts der Kolbeneinheit 464 angebracht und um eine horizontale Achse drehbar ist. Die vertikale Position der Übertragungsrolle 465 ist derart, dass die Übertragungsrolle 465 und die zweite Rolle 463 sich in Kontakt miteinander drehen, wenn der Schaft ausgestreckt und eingezogen wird, so dass die Übertragungsrolle 465 den Kleber aufnimmt, während die zwei Rollen sich drehen. Der Schaft der Kolbeneinheit 464 wird ausgestreckt, um die Übertragungsrolle 465 in Kontakt mit den Flanschen 110 der äußeren Schicht 141 zur Rotation zu bringen, wodurch der Kleber auf die Oberfläche der Flansche 110 übertragen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform hat die die äußere Schicht bildende Station 4 eine Reinigungseinrichtung 47 für die Kerneinheit 2 vor der Papierherstellungseinrichtung 40, wie in 13 gezeigt.
Wie 13 gezeigt, hat die Reinigungseinrichtung 47 einen Reinigungstank 470, der mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist. Die Kerneinheit 2 wird in den Reinigungstank 470 eingetaucht, bevor er in den Papiermasseschlämmetank 400 eingetaucht wird. Dazu wird Druckluft durch eine Strömungsrohrleitung 403 (siehe 10), die zum Kompressor P führt, in die Reinigungsflüssigkeit ausgestoßen. Das Papierherstellungssieb 22 der Kerneinheit 2 wird so gereinigt, um vor dem Papierherstellungsschritt frei zu sein von Verstopfung.
Die in 10 gezeigte Innere-Schicht-Kerneinheit 5 ist strukturell dieselbe wie die Kerneinheit 2, außer für die Gestalt der Kerne 20 der Kerneinheit 2. Deshalb wird 12 verwendet, um die Kerneinheit 5 zu repräsentieren, wobei die Bezugszeichen für die Kerneinheit 5 in Klammern angegeben sind, und deshalb die Beschreibung dafür weggelassen wird.
Wie in 10 gezeigt, umfasst der Übertragungsmechanismus 6 ein Förderband 60, welches die Kerneinheiten 5 zu der Vorderseite der Innere-Schicht-Bildungsstation 7 trägt; eine horizontale Querführungseinheit 61, welche die auf dem Förderband 60 getragenen Kerneinheit 5 greift und sie zu der die innere Schicht bildende Station 7 überführt; eine Umdreheinheit 62, welche die Kerneinheit 5 mit einer darauf ausgebildeten inneren Schicht von der Querführungseinheit 61 aufnimmt und die Kerneinheit 5 umdreht; eine Überführungseinheit 63, welche die Bewegungsrichtung der umgedrehten Kerneinheit 5 verändert; ein Förderband 64, welches die Kerneinheit 5, welche ihre Bewegungsrichtung verändert hat, zu der oben angeführten Transporteinheit 35 trägt; und ein Förderband 65, welches die Kerneinheit 5 von der Überführungseinheit 63 zu einem im Folgenden beschriebenen Förderband 66 verschiebt.
Wie in 20 gezeigt, umfasst eine horizontale Querührungseinheit 61 hauptsächlich einen horizontal gestützten Schaft 610, ein von einem Motor angetriebenes Querführungsteil 611, das in der axialen Richtung des Schaftes 610 (horizontale Richtung) beweglich ist, und vier Kolbeneinheiten 612, die an dem Querführungsteil 611 befestigt sind (als Kolbeneinheiten 612A bis 612D von links nach rechts in 20 bezeichnet).
Die in 20 gezeigten, linken drei Kolbeneinheiten 612A, 612B und 612C haben jede ein Strömungsrohr 6130 durch ihren Schaft 613. Die Strömungsrohre 6130 sind jeweils mit Strömungsleitungen 701, 702 bzw. 703 (im Folgenden beschrieben, siehe 10) an ihren oberen Enden und mit den Verbindungskanälen 510 (siehe 12) der Kerneinheit 5 über einen im Folgenden beschriebenen Greifer 614 an ihren unteren Enden verbunden. Der Greifer 614, der die Kerneinheit 5 an dem Umfang der Befestigung 51 zu greifen hat, ist an dem Ende des Schafts 613 einer jeden Kolbeneinheit 612 vorgesehen.
Der Greifer 614 hat zwei Stangen, die horizontal durch die Kolbeneinheit ausgefahren und eingefahren werden. Die zwei Stangen haben jede an ihrem Ende einen Arm, der sich um die horizontale Achse dreht. Jeder Arm hat an seinem Ende eine Klaue 615, die in das Loch 511 der Kerneinheit 5 eingreift. Jede der Kolbeneinheiten 612 bewegt den Greifer 614 vertikal, und der Greifer 614 ergreift die Kerneinheit 5 mit abwärts gerichteten Vorsprüngen.
Ein verbindender Kanal 6140 ist in der Basis des Greifers 614 einer jeden Kolbeneinheit 612A, 612B und 612C ausgebildet. Der verbindende Kanal 6140 verbindet das Strömungsrohr 6130, das den Schaft 613 durchstößt, mit den Verbindungskanälen 510 der Kerneinheit 5. Wenn die Kerneinheit 5 vom Greifer 614 ergriffen ist, sind das Strömungsrohr 6130, das den Schaft 613 durchstößt, der Verbindungskanal 6140 in der Basis des Greifers 614 und die Verbindungskanäle der Kerneinheit 5 flüssigkeitsdicht verbunden, um einen Strömungspfad vorzusehen. Über diese Strömungspfade, der mit den Strömungsrohrleitungen 701 bis 703 verbunden sind, kann Druckluft für die Reinigung der Kerneinheit 5 zugeführt werden, kann die flüssige Komponente einer Papiermasseschlämme beim Formen der inneren Schicht mittels Papierherstellung abgegeben werden und kann bei dem Anbringen eines Treibmittels Wassergehalt abgegeben werden.
In dieser Ausführungsform sind drei Paare von Kolbeneinheiten 616 an jeweiligen Rahmen (nicht gezeigt) über einem Reinigungstank 720, einem Papiermasseschlämmetank 700 und einem (im Folgenden beschriebenen) Tank 710 mit wässeriger Lösung parallel zur Bewegungsrichtung des Querführungsteils 611 an einer vorgegebenen Position in Längsrichtung des Schafts 613 der Kolbeneinheit 612 befestigt. Diese Kolbeneinheiten 616 arbeiten synchron mit den jeweiligen Kolbeneinheiten 612A bis 612D, um die Kerneinheit 5 zu halten, während die Kerneinheit 5 sich vor der Überführung zwischen benachbarten Kolbeneinheiten 612 in Bereitschaft befindet. D.h., das linke Paar von Kolbeneinheiten 616 in 20 hält vorübergehend die Kerneinheit 5, die durch die linke Kolbeneinheit 612A von dem Förderband 60 überführt und in dem Reinigungstank 720 gereinigt wird, bis sie von dem Greifer 614 der von links zweiten Kolbeneinheit 612B gegriffen wird. Das mittlere Paar von Kolbeneinheiten 616 hält vorübergehend die Kerneinheit 5, die durch die von links zweite Kolbeneinheit 612B in einen Tank 700 eingetaucht wurde und darauf die innere Schicht 143 gebildet hat, bis sie von dem Greifer 614 der von links dritten Kolbeneinheit 612C ergriffen wird. Das rechte Paar von Kolbeneinheiten 616 hält vorübergehend die Kerneinheit 5, die durch die von links dritte Kolbeneinheit 612C in den Tank 710 eingetaucht wurde, bis die Kerneinheit 5 von dem Greifer 614 der rechten Kolbeneinheit 612D ergriffen wird. Auf diese Weise werden die Kolbeneinheiten 612A bis 612D und die Kolbeneinheiten 616 synchron auf eine solche Weise betrieben, dass die Kerneinheit 5 nach der Behandlung in dem Reinigungstank 720, in dem Papiermasseschlämmetank 700 oder dem Tank 710 mit dem Treibmittel in wässeriger Lösung vorübergehend in Bereitschaft oberhalb der jeweiligen Tanks gehalten wird. Somit werden die Kerneinheiten 5, die nacheinander abgegeben werden, zwischen benachbarten Kolbeneinheiten 612 gleichmäßig überführt, und in den Fällen, in denen die Kerneinheit 5 unmittelbar nach der Reinigung, Papierherstellung oder dem Anbringen des Treibmittels tropft, fangen die Tanks unter der Kerneinheit die Tropfen auf.
Da die Umdreheinheit 62 dieselbe Struktur hat wie die zuvor beschriebene Umdreheinheit 32, wird die Beschreibung dafür weggelassen. Die Förderbänder 60 und 64 können zuvor beschriebene Allzweckförderbänder sein. Das Förderband 65 ist darauf ausgelegt, reversibel angetrieben zu werden. Da die Überführungseinheit 63 dieselbe Struktur hat wie die zuvor beschriebene Überführungseinheit 33, außer dass die angetriebenen Rollen der Servicetafel ausgelegt sind, sich in entgegen gesetzte Richtungen zu drehen, wird die Beschreibung dafür weggelassen.
Wie in 10 gezeigt, hat der Überführungsmechanismus 6 für die Überführung der Kerneinheiten 5 ein Förderband 66, das die Kerneinheiten 5, von denen ein vereinigter Körper 14 entfernt worden ist, zu dem Förderband 60 vor der Innere-Schicht-Bildungsstation 7 zurückbringt. Das Förderband 66 kann ein zuvor beschriebener Allzweckförderband sein. Eine Umdreheinheit 660 für das Umdrehen einer Kerneinheit 5 ist in der Mitte des Förderbands 66 vorgesehen, in der eine Kerneinheit 5, die mit ihren elastischen Kernen 50 aufwärts gerichtet zurückgegeben wird, umgedreht wird, damit die elastischen Kerne 50 abwärts gerichtet sind. Da die Umdreheinheit 660 dieselbe Struktur hat wie die zuvor beschriebene Umdreheinheit 32, wird die Beschreibung dafür weggelassen.
Wie in 10 gezeigt, hat die Innere-Schicht-Bildungsstation 7 eine Papierherstellungseinrichtung 70, in der eine Kerneinheit 5 eingetaucht wird, um eine innere Schicht auf jedem Kern mittels Papierherstellung zu bilden, und eine Treibmittelaufbringeinrichtung 71, in der ein Treibmittel auf der äußeren Oberfläche der gebildeten inneren Schicht aufgebracht wird.
Wie in 20 gezeigt, hat die Papierherstellungseinrichtung 70 einen Papiermasseschlämmetank 700, und eine Strömungsrohrleitung 701 (siehe 10) führt zu den Verbindungskanälen in der Kerneinheit 5. Das andere Ende der Strömungsrohrleitung 701 ist mit einem Vakuumevakuierer V verbunden, der die flüssige Komponente absaugt und abführt.
Wie in 20 gezeigt, hat die Treibmittelaufbringeinrichtung 71 einen Tank 710, der ein Treibmittel in wässeriger Lösung enthält. Die Kerneinheit 5 wird in den Tank 710 eingetaucht, und die wässerige Lösung wird durch die Strömungsrohrleitung 702 (siehe 10), die mit dem Vakuumevakuierer V verbunden ist, aufgesogen, um das Treibmittel an der äußeren Oberfläche der inneren Schicht 143 anhaften zu lassen.
Wie in 20 gezeigt, hat die Innere-Schicht-Bildungsstation 7 eine Reinigungseinrichtung 72 für die Reinigung einer Kerneinheit 5 vor dem Tank 700. Die Reinigungseinrichtung 72 hat einen Reinigungstank 720, der mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist. Die Kerneinheit 5 wird in den Reinigungstank 720 eingetaucht, bevor sie in den Papiermasseschlämmetank 700 eingetaucht wird. Dazu wird Druckluft in die Reinigungsflüssigkeit durch die Strömungsrohrleitung 701 (siehe 10), die zu einem Kompressor P führt, ausgestoßen. Das Papierherstellungssieb 52 der Kerneinheit 5 wird somit vor dem Papierherstellungsschritt von Verstopfung befreit.
Wie in 21 gezeigt, hat die Station 8 für die Bildung eines vereinigten Körpers eine Vereinigter-Körper-Bildungseinrichtung 80, welche die äußere Schicht 141, von der die Kerneinheit 2 entfernt ist, und die innere Schicht 143 mit dem dazu hinzugefügten Treibmittel zusammen mit der Kerneinheit 5 vereinigt; eine Vereinigter-Körper-Freigebeeinrichtung 81 für die Freigabe des vereinigten Körpers 14 von der Kerneinheit 5; und eine Trocknungseinrichtung 82 für die Trocknung des vereinigten Körpers 14.
Die Vereinigter-Körper-Bildungseinrichtung 80 hat eine Formgebungsform 800 mit Aushöhlungen, die mit der Kerneinheit 5 korrespondieren, und eine Druckeinheit 801, die einen vorgegebenen Druck auf die Formgebungsform 800 und die Kerneinheit 5 anlegt. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist die Formgebungsform 800 die zuvor angeführte Trocknungsform 421.
Die Druckeinheit 801 hat eine Kolbeneinheit 802, welche den Kopf 355 der Transporteinheit 35 dreht, um die Trocknungsform 421 herab zu bringen, und eine Tragbefestigung 803, die im Kontakt mit der Grundplatte 352 steht und die Last aufnimmt.
Die Vereinigter-Körper-Freigebeeinrichtung 81 saugt den vereinigten Körper 14, der durch die Bildungseinrichtung 80 geformt ist, zur Trocknungsform 421 hin, um dadurch den vereinigten Körper 14 von der Kerneinheit 5 zu befreien. Sie hat den oben beschriebenen Evakuierungspfad (nicht gezeigt), welcher die Strömungsrohrleitung 422 und den damit verbundenen Vakuumevakuierer umfasst, und übt eine Saugkraft auf den vereinigten Körper 14 zur Trocknungsform 421 hin aus; eine Kolbeneinheit 810, welche den Kopf 355 der Transporteinheit 35 dreht, um die Trocknungsform 421 (die Formgebungsform) nach oben bringt; und eine Kolbeneinheit 811, die nur die Kerneinheit 5 aus der Transporteinheit 35 drückt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kolbeneinheit für das Heben der Formgebungsform die Kolbeneinheit 802 der Druckeinheit 801.
Ein Schrapper 812, der die Kerneinheit 5 drückt, ist an dem Ende des Schafts der Kolbeneinheit 811 angebracht. Während die Trocknungsform 421 aufwärts bewegt wird, wird der vereinigte Körper 14 durch den Evakuierungspfad, der die Strömungsrohrleitung 422 und den Vakuumevakuierer umfasst, zur Trocknungsform hin angesogen. So wird der vereinigte Körper 14 von den elastischen Kernen 50 getrennt, die mit Druckfreigabe zu ihrer ursprünglichen Größe zurück gelangen. Wenn die Trocknungsform 421 eine vorgegebene Höhe erreicht, betätigt die Kolbeneinheit 811 den Schrapper, um nur die Kerneinheit 5 auf das im Folgenden beschriebene Förderband 64 zu drücken.
Wie in 22 gezeigt, hat die Trocknungseinheit 82 eine Vereinigter-Körper-Bildungskerneinheit 820 (im Folgenden einfach als eine Kerneinheit bezeichnet) mit starren Kernen (Vorsprüngen); eine Trocknungsform 821 mit Aushöhlungen, die mit der Kerneinheit 820 korrespondieren; und eine Druckeinheit 822 für das Zusammenbringen der Kerneinheit 820 und der Trocknungsform 821 unter einem vorgegebenen Druck.
Jeder Vorsprung der Kerneinheit 820 hat Schultern an seiner äußeren Umfangsfläche, um so einen vorbestimmten Freiraum mit der inneren Oberfläche der inneren Schicht 143 zu erzeugen, wenn der ungetrocknete, vereinigte Körper 14 aufgelegt wird. Die Kerneinheit 820 hat Strömungskanäle und Verbindungskanäle (nicht gezeigt), die in seinem Innern ähnlich den Kerneinheiten 2 und 5 gebildet sind. Wenn die Kerneinheit 820 auf die Befestigung 357 in einer richtigen Position plaziert ist, verbinden die Verbindungskanäle mit den oben angeführten Strömungskanal 3570, so dass Dampf durch sie abgegeben werden kann, während der vereinigte Körper 14 getrocknet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Trocknungsform 821 die Trocknungsform 421 für die äußere Schicht 141.
Die Druckeinheit 822 hat eine Kolbeneinheit 823, welche den Kopf 355 der Transporteinheit 35 dreht, um die Trocknungsform 421 herab zu bringen, und eine Tragbefestigung 824, die im Kontakt mit der Grundplatte 352 steht und die Last aufnimmt.
Wie in 23 gezeigt, hat die Vereinigter-Körper-Bildungsstation 8 eine Überführungseinrichtung 83, der die Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper 14 auf die Transporteinheit 35 sendet. Die Überführungseinrichtung 83 umfasst den oben beschriebenen Druckpfad (nicht gezeigt) einschließlich der Strömungsrohrleitung 422 und dem Kompressor; eine Kolbeneinheit 830, die den Kopf 355 der Transporteinheit 35 dreht, um nur die Trocknungsform 421 zu heben; und eine Kolbeneinheit 831, welche die Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper darauf aus der Transporteinheit 35 heraus drückt.
Wie in 24 gezeigt, hat die Vereinigter-Körper-Bildungsstation 8 eine Vereinigter-Körper-Freigebeeinrichtung 84, in welcher der vereinigte Körper 14, der zusammen mit der Kerneinheit 820 abgegeben wurde, von der Kerneinheit 820 getrennt wird.
Die Freigebeeinrichtung 84 hat eine Befestigung für die Kerneinheit 820; eine Kolbeneinheit 841, die den vereinigten Körper 14 auf die Befestigung 840 drückt; und eine Kolbeneinheit 842, welche die Kerneinheit 820 horizontal auf ein Förderband 85 drückt.
Die Befestigung 840 hat in ihrem Innern einen Strömungskanal 843, der die oben beschriebenen Strömungskanäle in der Kerneinheit 820 verbindet. Der Strömungskanal 843 verbindet mit einer Rohrleitung (nicht gezeigt), welche mit dem Kompressor (nicht gezeigt) verbin det, wodurch Druckluft durch die Kerneinheit 820 auf den vereinigten Körper 14 ausgestoßen werden kann, um den vereinigten Körper von der Kerneinheit 820 freizugeben.
Eine Halteeinheit 844 ist an dem Ende des Schafts der Kolbeneinheit 841 befestigt. Die Halteeinrichtung 844 hat vier Zylinder 845, welche die individuellen Flansche des vereinigten Körpers 14 niederhalten. Eine Deckplatte 846 ist an den oberen Enden der Zylinder 845 befestigt. Die Deckplatte 846 hat Durchgangslöcher in ihren vier Ecken, durch die Führungsstangen 848 gehen, um die Deckplatte 846 an einer Platte 847 zu befestigen, die an dem Ende des Schafts der Kolbeneinheit 841 befestigt ist. Federn sind zwischen der Deckplatte 846 und der Platte 847 angeordnet. Wenn der vereinigte Körper 14 von der Kerneinheit 820 durch Einleiten von Druckluft freigegeben ist, verhindern die Federn 849, dass der vereinigte Körper 14 heraus geschleudert wird, während sie der Bewegung des vereinigten Körpers 14 flexibel folgen.
Die so konstruierte Freigebeeinrichtung 84 arbeitet wie folgt. Nachdem der vereinigte Körper 14 von der Kerneinheit 820 freigekommen ist, wird die Halteeinrichtung 844 angehoben und zurück gezogen, und die Zylindereinheit 842 drückt die Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper 14 auf das Förderband 85.
Wie in 20 gezeigt, hat die Station 8 für die Bildung eines vereinigten Körpers eine Überführungseinheit 86 für die Aufnahme des vereinigten Körpers 14 von der Kerneinheit 820, die auf das Förderband 85 gedrückt wurde, zusammen mit dem vereinigten Körper 14 und für seine Verschiebung zu einem Überführungsförderband 9. Wie in 25 gezeigt, besteht die Überführungseinheit 86 hauptsächlich aus einer Kolbeneinheit 860, die getragen wird, um horizontal und um eine vertikale Achse zu schwingen. Eine Saugplatte 861 mit Saugtellern ist an dem Ende des Schafts der Kolbeneinheit 860 angebracht. Die Saugplatte 861 saugt den vereinigten Körper 14 an und die Kolbeneinheit 860 schwingt um die vertikale Achse, um den vereinigten Körper 14 zu dem Überführungsförderband 9 zu überführen, wie in 13 gezeigt.
Der so verschobene, vereinigte Körper 14 wird an eine Schneide- und Beschneidungsstation (nicht gezeigt) übergeben, in der er auseinander geschnitten und zu einem Endprodukt (wärmeisolierende Behälter) beschnitten wird.
Der Apparat 1 ist ausgerüstet mit einem Steuerungssystem (nicht gezeigt), das ein Sequenzprogramm für das Synchronisieren und den korrekten Betrieb aller Elemente des Antriebssystems und des Gas-/Flüssigkeitsströmungssystems in jeder Station mit der oben angegebenen Konstruktion und einen Schaltkreis hat für das Senden/Empfangen von Steuerungssignalen u.s.w. zwischen dem Steuerungssystem und den Elementen, so dass der Apparat 1 normaler Weise automatisch arbeiten kann.
Nun wird jeder Schritt für die Produktion eines wärmeisolierenden Behälters unter Verwendung des Apparats 1 nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuallererst bewegt sich das in 13 gezeigte Querführungsteil 311 horizontal zu einer richtigen Position. Die linke Kolbeneinheit 312A arbeitet, um den Greifer 314 abwärts zu bringen. Nachdem der Greifer 314 die führende Kerneinheit 2 auf dem Förderband 30 gegriffen hat, arbeitet der Kolben 312A, um sie zu heben. Das Querführungsteil 311 bewegt sich, um die Kerneinheit 2 über den Reinigungstank 470 zu verschieben. Die Kolbeneinheit 312A bringt die Kerneinheit 2 abwärts in die Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungstank 470.
Druckluft wird von dem Kompressor P durch die Strömungsrohrleitung 403 und durch die Strömungskanäle 200 und die Verbindungskanäle 210 der Kerneinheit 2 zuzuführen und in den Reinigungstank 470 auszustoßen. Folglich wird das Papierherstellungssieb 22 der Kerneinheit 2 gereinigt.
Die Kolbeneinheit 312A arbeitet, um die Kerneinheit 2 von dem Reinigungstank 470 auf eine vorbestimmte Höhe anzuheben. Die Kolbeneinheit 316 hält die gereinigte Kerneinheit 2 an beiden Seiten und behält sie für eine Weile, und gleichzeitig gibt der Greifer 314 die Kerneinheit 2 frei. Der Greifer 314 bewegt sich nach oben und das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach links in 13) zu solch einer Position, dass der Greifer 314 der Kolbeneinheit 312A genau über die zweite Kerneinheit kommt, die auf dem Förderband 30 transportiert wurde. Die Kolbeneinheit 312A arbeitet, um den Greifer nach unten zu bringen, um die nächste Kerneinheit 2 zu greifen. Andererseits arbeitet die Kolbeneinheit 312B, um seinen Greifer 314 von über der führenden Kerneinheit 2, die von den Kolbeneinheiten 316 in Be reitschaft gegriffen wurden, abwärts zu bringen. Der Greifer 314 greift die in Bereitschaft stehende Kerneinheit 2 und gleichzeitig wird die Kerneinheit 2 aus dem Griff der Kolbeneinheit 316 freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A und 312B bewegen sich aufwärts, und das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach rechts in 13), um die zwei Kerneinheiten 2 über den Reinigungstank 470 bzw. den Schlämmetank 400 zu bringen. Die führende Kerneinheit 2 wird herab gebracht und in die Schlämme des Tanks 400 eingetaucht, und die Schlämme wird durch die Strömungsrohrleitung 401 angesogen, die mit einem Vakuumevakuierer V verbunden ist, um eine Papierherstellung durchzuführen, um die äußere Schicht 141 zu bilden. Andererseits wird die zweite Kerneinheit in die Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungstank 470 eingetaucht, und Druckluft wird durch die Strömungsrohrleitung 403 ausgestoßen, um die zweite Kerneinheit zu reinigen.
Die Kolbeneinheiten 312A und 312B arbeiten, um die zweite Kerneinheit 2 und die führende Kerneinheit 2 aus dem Reinigungstank 470 bzw. dem Schlämmetank 400 hoch zu heben. Nachdem die Kolbeneinheiten 316 diese Einheiten gegriffen hat, wird der Griff durch die Greifer 314 freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A und 312B bewegen sich aufwärts, und das Querführungsteil 311 bewegt sich horizontal (nach links in 13) zu einer vorgegebenen Position. Nachdem das Querführungsteil 311 sich horizontal (nach links in 13) zu einer solchen Position bewegt hat, dass der Greifer einer Kolbeneinheit 312A genau über die dritte Kerneinheit 2 kommt, die auf dem Förderband 30 transportiert wurde, arbeitet die Kolbeneinheit 312A, um den Greifer 314 herab zu bringen, um die dritte Kerneinheit 2 zu greifen. Gleichzeitig arbeitet die Kolbeneinheit 312B, um ihren Greifer 314 von über der zweiten Kerneinheit 2 in Bereitschaft und gegriffen durch die Kolbeneinheit 316 herab zu bringen, damit der Greifer 314 die zweite Kerneinheit 2 in Bereitschaft greift, und die Kolbeneinheit 312C arbeitet, um ihren Greifer 314 von über der führenden Kerneinheit 2 in Bereitschaft und gegriffen durch die Kolbeneinheit 316 herab zu bringen, damit sein Greifer 314 die führende Kerneinheit 2 in Bereitschaft greift. Die führende Kerneinheit 2 und die zweite Kerneinheit 2 werden aus dem Griff der Kolbeneinheiten 316 freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A, 312B und 312C bewegen sich aufwärts und das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach rechts in 13), um die drei Kerneinheiten 2 über den Reinigungstank 470, den Schlämmetank 400 bzw. die Entwässerungsform 410 zu bringen.
Die führende Kerneinheit 2 wird abgesenkt, um in die Entwässerungsform 410 eingepasst zu werden, und Wasser wird durch die Saugrohrleitung 411 abgesogen, während Druckluft durch die Strömungsrohrleitung 402 zugeführt wird, um die äußere Schicht 141 zwischen der Kerneinheit 2 und der Entwässerungsform 410 zu pressen und zu entwässern. Gleichzeitig wird die zweite Kerneinheit 2 abgesenkt und in den Schlämmetank 400 eingetaucht, und die Schlämme wird angesogen durch Evakuierung über die Strömungsrohrleitung 401, die mit dem Vakuumevakuierer V verbindet, um eine äußere Schicht 141 zu bilden. Ebenfalls gleichzeitig wird die dritte Kerneinheit 2 in die Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungstank 470 eingetaucht, und Druckluft wird durch die Strömungsrohrleitung 403 ausgestoßen, um die dritte Kerneinheit 2 zu reinigen.
Die Kolbeneinheiten 312A bis 312C arbeiten, um die dritte Kerneinheit 2 und die zweite Kerneinheit 2 von dem Reinigungstank 470 bzw. dem Schlämmetank 400 heraus zu heben und die führende Kerneinheit 2 aus der Entwässerungsform 410 freizugeben. Nachdem diese Kerneinheiten durch die Kolbeneinheiten 316 gegriffen worden sind, wird der Griff der Greifer 314 freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A bis 312C heben hoch, und das Querführungsteil 311 bewegt sich horizontal auf eine vorgegebenen Position (nach links in 13). Das Querführungsteil 311 bewegt sich nämlich (nach links in 13), bis der Greifer 314 der Kolbeneinheit 312A genau über die vierte Kerneinheit 2 kommt, die auf dem Förderband 30 transportiert wurde.
Die Kolbeneinheit 312A arbeitet, um den Greifer 314 herab zu bringen, um die vierte Kerneinheit 2 zu greifen. Andererseits arbeitet die Kolbeneinheit 312B, um seinen Greifer 314 von über der dritten Kerneinheit 2 in Bereitschaft und gegriffen durch die Kolbeneinheit 316 herab zu bringen, damit der Greifer 314 die dritte Kerneinheit 2 in Bereitschaft greift. Gleichzeitig arbeitet die Kolbeneinheit 312C, um den Greifer 314 von über der zweiten Kerneinheit 2 in Bereitschaft und gegriffen durch die Kolbeneinheit 316 herab zu bringen, damit der Greifer 314 die zweite Kerneinheit 2 in Bereitschaft greift. Die Kolbeneinheit 312D arbeitet, um den Greifer 314 von über der führenden Kerneinheit 2 in Bereitschaft und gegriffen durch die Kolbeneinheit 316 abzusenken, um die führende Kerneinheit 2 in Bereitschaft zu greifen. Der Griff durch die Kolbeneinheiten 316 auf die führende, die zweite und die dritte Kerneinheit 2 wird freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A bis 312D bewegen sich aufwärts, und das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach rechts in 13), um die vier Kerneinhei ten 2 zu den Positionen zu bringen, wo sie über dem Reinigungstank 470, dem Schlämmetank 400, der Entwässerungsform 410 und der Umdreheinheit 32 gegriffen werden.
Wie in 14 gezeigt, wird die führende Kerneinheit 2 in Bereitschaft gegriffen durch Einpassen der Stifte 323 der Umdreheinheit 32 in die Löcher 211 der Befestigung 21. Gleichzeitig wird die zweite Kerneinheit herab gebracht und in die Entwässerungsform 410 eingepasst, um die äußere Schicht 141 dazwischen unter Druck zu entwässern, während die dritte Kerneinheit 2 herab gebracht und in die Schlämme des Tanks 400 eingetaucht wird, um die Schlämme durch Evakuierung durch die Strömungsrohrleitung 401, die mit dem Vakuumevakuierer V verbindet, hoch zu saugen, um Papier herzustellen, um eine äußere Schicht zu bilden. Gleichzeitig wird die vierte Kerneinheit 2 in die Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungstank 470 eingetaucht, und Druckluft wird durch die Strömungsrohrleitung 403 ausgestoßen, um die vierte Kerneinheit 2 zu reinigen.
Nachdem die führende Kerneinheit 2 vollständig durch die Stifte 323 der Umdreheinheit gegriffen wurden, wird der Griff durch den Greifer 314 freigegeben, und die führende Kerneinheit 2 wird durch die Kolbeneinheiten 320 umgedreht. Die Kolbeneinheiten 312A bis 312C arbeiten, um die vierte Kerneinheit 2 und die dritte Kerneinheit 2 aus dem Reinigungstank 470 bzw. dem Schlämmetank 400 hoch zu ziehen, und um die zweite Kerneinheit 2 aus der Entwässerungsform 410 freizugeben. Nachdem diese Kerneinheiten 2 durch die jeweiligen Kolbeneinheiten 316 gegriffen worden sind, werden die Griffe der Greifer 314 auf diese Kerneinheiten 2 freigegeben. Die Kolbeneinheiten 312A bis 312C bewegen sich aufwärts, und das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach links in 13) zu einer vorgegebenen Position. D.h. das Querführungsteil 311 bewegt sich (nach links in 13), bis der Greifer 314 der Kolbeneinheit 312A genau über die fünfte Kerneinheit 2 kommt, die auf dem Förderband 30 transportiert wurde.
Auf diese Weise werden Kerneinheiten 2 nacheinander zu den Schritten der Reinigung, der Papierherstellung, der Entwässerung und des Umdrehens mittels des Querführungsteils 311, der Kolbeneinheiten 312A bis 312D und der Greifer 314 übertragen.
Wie durch eine gestrichelte Linie in 14 angezeigt, arbeiten die Kolbeneinheiten 320, um die umgedrehte Kerneinheit 2 herunter zu bringen und sie auf die Servicetafel 332 der Über führungseinheit 33 zu legen, die unter der umgedrehten Kerneinheit 2 in Bereitschaft stand. Das horizontale Querführungsteil 331 der Überführungseinheit 33 läuft, um die Servicetafel 332 horizontal zu bewegen. Die angetriebenen Walzen 333 der Servicetafel 332 und das Förderband 34 werden synchron angetrieben, um die führende Kerneinheit 2 auf die Transporteinheit 35 zu laden, wie in 16 gezeigt. Die Registrierungskolbeneinheiten 358 der Transporteinheit 35 sind während des Ladens geöffnet und nach dem Laden geschlossen, um die Kerneinheit 2 in einer richtigen Position zu halten.
Nach dem Abschluss der Überführung der führenden Kerneinheit 2 kehrt die Servicetafel 332 zu der Position unter der Umdrehposition der Umdreheinheit 32 zurück, um für die zweite Kerneinheit 2 in Bereitschaft zu stehen.
Die Schritte, die in der Innere-Schicht-Bildungsstation 7 (siehe 10) von der Bildung einer inneren Schicht 143 zu dem Umdrehen der inneren Schicht 143 betroffen sind, können auf dieselbe Weise wie in der Äußere-Schicht-Bildungsstation 4 ausgeführt werden, außer dass der Entwässerungsschritt mit der Entwässerungseinheit 42 in der Äußere-Schicht-141-Bildungsstation 4 ersetzt wird durch den Schritt des Aufbringens eines Treibmittels durch die Treibmittelaufbringeinrichtung 71. Deshalb wird die Beschreibung weggelassen.
Dann wird die Endloskette 359 angetrieben, um die Transporteinheit 35 zu der Position zu bringen, in der die Kerneinheit 2 und die Trocknungsform 421 durch die in 10 gezeigte Transporteinheit 43 zusammengebracht werden.
Wie in 17 gezeigt, arbeitet die Kolbeneinheit 430, um den Kopf der Transporteinheit 35 Transporteinheit 35 zu drehen, um die Trocknungsform 421 herab zu bringen. Die Trocknungsform 421, die durch die Heizerplatte 420 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wurde, wird mit einer vorgegebenen Druckkraft mit der Kerneinheit 2 zusammen gebracht, und die Schubstange 354 wird mit dem Verschlussring 356 verriegelt. Dampf wird durch Absaugen über den Evakuierungspfad einschließlich der Strömungsrohrleitung 422 und des damit verbundenen Vakuumevakuierers abgelassen. Nach Abschluss der Verriegelung mit dem Verschlussring 356 wird der Schaft der Kolbeneinheit 430 gehoben, und die Endloskette 359 wird wieder angetrieben, um die Transporteinheit 35 zu der Position zu bringen, wo die äußere Schicht 141 durch die in 13 gezeigten Freigebeeinrichtung 44 freigegeben wird.
An der Position der Freigabe der äußeren Schicht 141 wird der Verschlussring 356 gelöst, und der Kopf 355 wird gedreht, um die Trocknungsform 421 anzuheben. Dazu wird die äußere Schicht 141 zu der Seite der Trocknungsform 421 hin angezogen mittels Ansaugen durch den Evakuierungspfad einschließlich der Strömungsrohrleitung 422 und dem damit verbundenen Vakuumevakuierer, wodurch die Trocknungsform 421 mit der äußeren Schicht 141 nach oben gebracht wird. Andererseits arbeitet die Kolbeneinheit 441, um den Schrapper 442 zwischen die Kerneinheit 2 und die äußere Schicht 141 einzufügen, um sie voneinander weg zu trennen. Wenn die äußere Schicht 141 eine vorgegebene Höhe erreicht hat, wird der Schrapper 442 weiter vorwärts gestoßen, um nur die Kerneinheit 2 auf das Förderband 36 zu überführen. Die Kerneinheit 2, welche die äußere Schicht bildet, wird auf dem Förderband 36 und dann auf dem Förderband 30 vor den Reinigungstank 470 getragen.
Der Antrieb der Endloskette 359 wird wieder aufgenommen, um die in 13 gezeigte Transporteinheit 35 zu der Position für das Aufbringen eines Klebers durch die Kleberauftragseinrichtung 46 zu transportieren.
In der Position für das Aufbringen eines Klebers arbeitet die Kolbeneinheit 464, um die Übertragungsrolle 465, die den Kleber in der Pfanne 460 aufgenommen hat, in eine Position unter der äußeren Schicht 141 zu stellen, welche durch die Trocknungsform 421 in der Transporteinheit 35 angesogen wird, wie in 19 gezeigt. Die Übertragungsrolle 465 wird in Kontakt mit den Flanschen 141a der äußeren Schicht 141 in Rotation gebracht, um den Kleber auf die Flansche 141a zu übertragen.
Die Endloskette 359 wird wieder bewegt, um die Transporteinheit 35 zu der Position zu bringen, in der die äußere Schicht 141 und die innere Schicht 143 durch die den vereinigten Körper bildende Einrichtung 80 der den vereinigten Körper bildenden Station 8 zu vereinigen.
In dieser Position wird die Kerneinheit 5 mit der inneren Schicht darauf von der Überführungseinheit 63 zu der Transporteinheit 35 überführt. Wie in 21 gezeigt, dreht dann die Kolbeneinheit 802 den Kopf 355, um die Trocknungsform 421 (Formgebungsform) von oberhalb der Kerneinheit 5 herab zu bringen, und die Trocknungsform 421 und die Kerneinheit 5 zusammenzubringen. Folglich sind die innere Schicht 143 und die äußere Schicht 141 zwischen der Kerneinheit 5 und der Trocknungsform 421 vereinigt.
Der Wassergehalt wird über den Evakuierungspfad einschließlich der Strömungsrohrleitung 422 und des damit verbundenen Vakuumevakuierers entfernt, während der vereinigte Körper 14, der aus der inneren Schicht 143 und der äußeren Schicht 141 besteht, für eine vorgegebenen Zeitspanne unter Druck gesetzt wird. Dann arbeitet die Kolbeneinheit 802, um den Kopf 355 zu drehen, während der sich ergebende vereinigte Körper 14 zur Trocknungsform 421 hin über den Evakuierungspfad angesogen wird. Die Trocknungsform 421 bewegt sich aufwärts mit dem vereinigten Körper 14 darin, um den vereinigten Körper 14 von der Kerneinheit 5 zu trennen. Wenn der vereinigte Körper 14 eine vorgegebenen Höhe erreicht hat, arbeitet die Kolbeneinheit 811, um seinen Schrapper 812 auszustrecken, um nur die Kerneinheit 5 auf das Förderband 64 überzuführen. Die Kerneinheit 5 wird durch das Förderband 64 auf die Servicetafel der Überführungseinheit 63 geschoben, durch die angetriebenen Rollen der Servicetafel über das Förderband 65 auf das Förderband 66 überführt, und dann auf das Förderband 60 vor die Reinigungseinrichtung 72 zurück gebracht.
Die Endloskette 359 wird wieder angetrieben, um die Transporteinheit 35 zu der Position der Trocknung durch die Trocknungseinrichtung 82 in der den vereinigten Körper bildenden Station 8 zu transportieren. Wie in 22 gezeigt, wird in der Trocknungsposition eine Kerneinheit 820 in die Transporteinrichtung 35 durch das Förderband geladen und durch die Registrierungskolbeneinheiten 358 positioniert. Die Kolbeneinheit 823 dreht den Kopf 355, um die Trocknungsform 421 von oberhalb der Kerneinheit 820 abzusenken. Die Trocknungsform 421 und die Kerneinheit 820 werden somit zusammen gebracht, wobei der vereinigte Körper 14 dazwischen liegt. Die Heizplatte 420 wird geheizt, um die Trocknungsform 421 auf eine vorgegebene Temperatur zu erhitzen, bei der das Treibmittel sich ausdehnt, um eine wärmeisolierende Schicht zu bilden. Weil jeder der Vorsprünge der Kerneinheit 820 auf seiner äußeren Umfangsfläche Schultern hat, hat die gebildete, wärmeisolierende Schicht 142 unterschiedliche Ausdehnungsdichten in ihrem Körper, wie bei dem in 14 gezeigten, wärmeisolierenden Behälter 140.
Die Endloskette 359 wird angetrieben, um die Transporteinheit 35 zu der Position der Überführung durch die in 10 gezeigte Überführungseinrichtung 83 zu transportieren. Wie in 23 gezeigt, dreht die Kolbeneinheit 830 in der Position der Überführung durch die Überführungseinrichtung 83 den Kopf 355, um die Trocknungsform 421 anzuheben, während Druckluft gegen den vereinigten Körper 14 über den Druckpfad einschließlich der Strömungsrohrleitung 422 der Trocknungsform 421 und dem Kompressor ausgestoßen wird. So wird die Trocknungsform 421 von dem vereinigten Körper 14 getrennt, so dass nur die Trocknungsform 421 angehoben wird. Wenn die Trocknungsform 421 eine vorgegebene Höhe erreicht hat, werden die Registrierungskolbeneinheiten 358 voneinander weg geöffnet, um die Kerneinheit 820 freizugeben. Die Kolbeneinheit 831 fährt ihren Schaft 832 vorwärts aus, um die Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper 14 auszustoßen, die über ein Förderband zu der Position der Freigabe durch die Freigebeeinrichtung 84 überführt wird. Nachdem die Kerneinheit 820 ausgestoßen ist, wird die Endloskette 359 wieder angetrieben, um die Transporteinheit 35 zu der Position zu transportieren, in der sie mit der Kerneinheit 2 zusammen trifft.
Während in dem Apparat 1 nach der vorliegenden Ausführungsform jede Transporteinheit 35 auf der elliptischen Spur durch die Endloskette 359 herumgefahren wird, werden die Schritte der Trocknung der äußeren Schicht 141 unter Druck, der Freigabe der äußeren Schicht 141 von der Kerneinheit 2, des Aufbringens des Klebers auf die äußere Schicht 141, der Vereinigung der äußeren Schicht 141 und der inneren Schicht 143, um den vereinigten Körper 14 zu bilden und zu entwässern, der Freigabe des vereinigten Körpers 14 von der Kerneinheit 5, der Bildung der wärmeisolierenden Schicht durch Ausdehnung des Treibmittels und der Überführung der Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper 14 nacheinander ausgeführt.
Die durch die Kolbeneinheit 831 heraus gedrückte Kerneinheit 820 wird über das Förderband auf die Befestigung 840 der Freigebeeinrichtung 84 geladen. Die Zylinder 845 der Halteeinheit 844 gehen herunter, um den vereinigten Körper 14 an seinen Flanschen 1400 zu halten. In diesem Zustand wird Druckluft durch die Strömungskanäle 843 im Inneren der Befestigung 840 zugeführt, um den vereinigten Körper 14 von der Kerneinheit 820 zu trennen. Die Kolbeneinheit 845 arbeitet, um die Kerneinheit 820 mit dem vereinigten Körper 14 darauf auf das Förderband 85 zu laden.
Die Kolbeneinheit 860 arbeitet, um die Saugplatte 861 der Überführungseinheit 86 über die Kerneinheit 820 zu stellen, die zusammen mit dem vereinigten Körper 14 auf das Förderband 85 geladen wurde. Nachdem die Saugplatte 861 den vereinigten Körper 14 angesogen hat, arbeitet die Kolbeneinheit 860 erneut, um den vereinigten Körper 14 zu dem Förderband 9 zu schieben.
Das Förderband 9 trägt den vereinigten Körper 14 zu der Schneide- und Beschneidungsstation (nicht gezeigt), in der er in vier Behälter geschnitten und beschnitten wird, um die in 14 gezeigten wärmeisolierende Behälter 140 zu erhalten.
In dem Apparat 1 nach der vorliegenden Ausführungsform werden Kerneinheiten 2 für die äußere Schicht und Kerneinheiten 5 für die innere Schicht, die ein Papierherstellungssieb 22 haben, das bei wiederholter Verwendung leicht beschädigt wird, rotierend verwendet. Selbst wenn ein Sieb beschädigt worden sein sollte, ist es möglich, die Produktion ohne Anhalten des gesamten Systems fortzusetzen, und das beschädigte Sieb kann gegen ein normales Sieb ausgetauscht werden. Deshalb können aus Papiermasse gebildete Artikel mit hoher Produktionseffizienz hergestellt werden.
Da die Kerneinheit 820 an ihrer äußeren Umfangsfläche Schultern hat, um so einen vorgegebenen Freiraum mit einer inneren Schicht abzugeben, wenn ein vereinigter Körper 14 aufgesetzt wird, wird eine wärmeisolierende Schicht mit unterschiedlichen Ausdehnungsdichten in ihrem Körper wie in dem wärmeisolierenden Behälter 140 gebildet.
Die Station 4, welche die äußere Schicht bildet, umfasst die Äußere-Schicht-Trocknungseinrichtung 42 für die Trocknung einer entwässerten äußeren Schicht 141, so dass die äußere Schicht 141 getrocknet wird, bevor sie durch die Freigebeeinrichtung 81 freigegeben wird. Wenn eine feuchte innere Schicht 143 auf die äußere Schicht 141 überlagert wird, ist folglich keine Gefahr, dass der Wassergehalt der inneren Schicht 143 auf die äußere Oberfläche der äußeren Schicht 141 durchdringt, um das Erscheinungsbild zu ruinieren.
In der vorliegenden Ausführungsform dient die Trocknungsform 421 als eine Trocknungsform für die äußere Schicht, eine Formgebungsform für den vereinigten Körper und eine Trocknungsform für den vereinigten Körper. Verglichen mit einem Produktionssystem unter Verwendung getrennter Formen für Formgebung und Trocknung, werden Positionsabweichungen in Überführungsoperationen sicher minimiert, und die Produktionseffizienz wird vergrößert.
26 veranschaulicht einen Apparat 1' nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in dem den Elementen, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, dieselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform verwendet gegeben wurden, und die Beschreibung dafür wird weggelassen. Dementsprechend gilt die Beschreibung des Apparats 1 der ersten Ausführungsform in geeigneter Weise für die Einzelheiten, die hier nicht beschrieben werden.
Der Apparat 1' umfasst eine Vielzahl von Kerneinheiten 2, einen Kerneinheitüberführungsmechanismus 3' für die Überführung der Vielzahl von Kerneinheiten 2 in Rotation, eine die äußere Schicht bildende Station 4', in der eine äußere Schicht 141 unter Verwendung einer jeden Kerneinheit 2 gebildet wird, die durch den Überführungsmechanismus 3' überführt wurde, eine Vielzahl von Kerneinheiten 5, einen Kerneinheitüberführungsmechanismus 6 für die Überführung der Vielzahl von Kerneinheiten 5 in Rotation, eine die innere Schicht bildende Station 7' in der eine innere Schicht 143 mit einem an ihrer Außenseite anhaftenden Treibmittel unter Verwendung einer jeden Kerneinheit 5 gebildet wird, die durch den Überführungsmechanismus 6' überführt wurde, und eine den vereinigten Körper bildende Station 8', in der die äußere Schicht 141, die in der die äußere Schicht bildenden Station 4' gebildet wurde, und die innere Schicht 143', die in der die innere Schicht bildende Station 7' gebildet wurde, zusammengefügt wird, gefolgt von der Ausdehnung des Treibmittels, um eine wärmeisolierende Schicht 142 zu bilden.
Der Kerneinheitüberführungsmechanismus 3' arbeitet, um jede Kerneinheit 2 auf einer kreisförmigen Spur A zu einer vorgegebenen Position zu überführen, die Kerneinheit 2 auf eine kreisförmige Spur B zu schieben, die Kerneinheit 2 auf der kreisförmigen Spur B zu einer vorgegebenen Position zu überführen, und die Kerneinheit 2, die von der kreisförmigen Spur B an einer vorgegebenen Position zu der kreisförmigen Spur A geschoben wurde, zurückzuführen.
Der Überführungsmechanismus 3' umfasst eine erste drehbare Überführungseinrichtung 30', die acht Kerneinheiten 2 auf der kreisförmigen Spur A überführt, eine zweite drehbare Überführungseinrichtung 31', die Kerneinheiten 2 mit darauf ausgebildeter äußeren Schicht 141 auf der kreisförmigen Spur B überführt, eine Querführungseinheit 32', welche jede Kerneinheit 2 mit der äußeren Schicht 141 von der Überführungseinrichtung 30' zur Überführungseinrichtung 31' überführt, eine Querführungseinheit 33', welche die Kerneinheiten 2, von denen die äußere Schicht 141 freigegeben wurde, von der kreisförmigen Spur B ablädt, ein Förderband 34', welches die Kerneinheiten 2 von der kreisförmigen Spur B zur kreisförmigen Spur A zurückführt, und eine Querführungseinheit 35', welche die auf dem Förderband 34' kommenden Kerneinheiten 2 auf die kreisförmige Spur A lädt.
Die erste drehbare Überführungseinrichtung 30' hat Greifer 314, mit denen jede Kerneinheit 2 auf der kreisförmigen Spur A ergriffen wird. Die zweite drehbare Überführungseinrichtung 31' hat einen Drehteller (nicht gezeigt), der nach oben gerichtet Kerneinheiten 2 auf die kreisförmige Spur B überführt. Die Querführungseinheiten 32', 33' und 35' umfassen jede hauptsächlich eine Kolbeneinheit, die horizontal angeordnet ist und vertikal beweglich und kreisförmig um eine vertikale Achse beweglich getragen wird. Die Kolbeneinheit hat am Ende ihres Schafts einen Greifer 320', 330' bzw. 350', der an seinen Enden Klauen hat, die in die Löcher 211 der Kerneinheit 2 eingreifen können.
Die Station 4' für die Bildung der äußeren Schicht hat eine Reinigungseinrichtung 47 für die Reinigung der Kerneinheiten 2, die auf die kreisförmige Spur A kommen, eine Papierherstellungseinrichtung 40 für das Eintauchen jeder der Kerneinheiten 2 und Bildung einer äußeren Schicht 141 darauf, und eine Entwässerungseinrichtung 41 für die Entwässerung der gebildeten äußeren Schicht 141.
Die Reinigungseinrichtung 47 enthält einen Tank 470. Die Papierherstellungseinrichtung 40 enthält einen Tank 400. Die Entwässerungseinrichtung 41 hat eine Entwässerungsform.
Die Station 4' für die Bildung der äußeren Schicht hat eine Äußere-Schicht-Trocknungseinrichtung 42' für die Trocknung der äußeren Schicht 141 auf der Kerneinheit 2, die auf der kreisförmigen Spur B umläuft, eine Freigebeeinrichtung 43' für die Freigabe der getrockneten äußeren Schicht von der Kerneinheit 2, eine Überführungseinrichtung 44' für die Über führung der äußeren Schicht 141 von der kreisförmigen Spur B zu einer kreisförmigen Spur D und eine Kolbeneinheit 45' für die vertikale Bewegung der Kerneinheit 2.
Die Kerneinheit 2 wird durch die Greifer 314 gegriffen, die an dem unteren Ende des Schafts der Kolbeneinheit 45' angebracht ist. Der Schaft der Kolbeneinheit 45' hat ein Strömungsrohr (nicht gezeigt), das mit den Strömungskanälen 3140 des Greifers 314 verbindet (siehe 13). Das obere Ende des Strömungsrohrs ist mit einem Strömungsrohr 415' über eine drehbare Verbindung (nicht gezeigt) und einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungsrohr 415' wird über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) entweder zu einem Vakuumevakuierer V oder zu einem Kompressor P geführt. Durch Umschalten des Umschaltventils ist das Strömungsrohr 415' darauf ausgelegt, Druckluft beim Reinigen der Kerneinheit 2 zuzuführen und beim Bilden der äußeren Schicht 141 mittels Papierherstellung die flüssige Komponente der Schlämme durch Absaugen abzugeben. Die Kolbeneinheit 45' arbeitet auch als eine Druckeinrichtung, welche die Kerneinheit 2 vertikal bewegt und einen vorgegebenen Druck auf die Kerneinheit 2 und die Entwässerungsform 410 ausübt.
Die Trocknungseinrichtung 42' hat einen Drehteller (nicht gezeigt) für die Überführung der Kerneinheit 2 mit der äußeren Schicht 141 auf der kreisförmigen Spur; eine Trocknungsform 421' für die Trocknung der äußeren Schicht 141; und eine Kolbeneinheit 422', welche die Trocknungsform 421' vertikal bewegt, um die Trocknungsform 421' mit der Kerneinheit 2 zusammenzuführen. Die Trocknungsform 421' wird getragen, wenn sie von einem Greifer 424' gegriffen wird, der an dem unteren Ende des Schafts der Kolbeneinheit 422' angebracht ist. Ein Strömungsrohr (nicht gezeigt) ist durch den Schaft der Kolbeneinheit 422' vorgesehen.
Der Drehteller hat Strömungskanäle (nicht gezeigt), welche die Verbindungskanäle 210 einer jeden Kerneinheit 2 mit der Außenseite des Drehtellers verbinden. Durch diese Strömungskanäle werden Dampfabgabe und Druckluftzuführung beim Trocknen der äußeren Schicht 141 bewirkt.
Die Trocknungsform 421' hat eine Aushöhlung, die mit der Kerneinheit 2 korrespondiert, und hat in ihrem Inneren Strömungskanäle (nicht gezeigt), welche die Aushöhlung und ihre Außenseite verbinden. Ein Strömungskanal ist durch die Basis des Greifers 424' gelegt, der das obere Ende des Strömungskanals im Inneren der Trocknungsform 421' mit dem unteren Ende des Strömungsrohrs im Inneren der Kolbeneinheit 422' verbindet. Das obere Ende des Strömungsrohrs, welches den Schaft der Kolbeneinheit 422' durchstößt, ist mit einem Strömungsrohr 425' über eine drehbare Verbindung (nicht gezeigt) und einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungsrohr 425' wird über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) entweder zu einem Vakuumevakuierer V oder zu einem Kompressor P geführt.
Die Strömungskanäle der Trocknungsform 421', der Strömungskanal des Greifers 424', das Strömungsrohr der Kolbeneinheit 422' und das Strömungsrohr 425' sehen einen Strömungspfad vor. Beim Trocknen der äußeren Schicht 141 in der Trocknungsform 421' arbeitet das Umschaltventil, um den Pfad zu einem Evakuierungspfad umzuschalten, so dass der Dampf abgesogen und abgegeben wird. Andererseits wird der Dampf durch den Strömungskanal des Drehtellers abgegeben.
Die Trocknungsform 421' ist ausgelegt, die getrocknete äußere Schicht 141 bei der Freigabe der äußeren Schicht 141 von der Kerneinheit 2 durch Ansaugen anzuziehen, oder bei der Freigabe der äußeren Schicht 141 von der Trocknungsform 421' Druckluft zuzuführen durch Betätigen des Umschaltventils, um den Strömungspfad einschließlich des Strömungsrohrs 425' und den Vakuumevakuierer V oder den Kompressor P entweder zu einem Evakuierungspfad oder zu einem Druckpfad umzuschalten.
Die Freigebeeinrichtung 43' ist ausgelegt, die äußere Schicht 141, die durch die drehbare Überführungseinrichtung 30' in einem Druckzustand angeliefert wurde, anzusaugen, um dadurch die äußere Schicht 141 an die Trocknungsform 421' anzuziehen und von der Kerneinheit 2 freizugeben. Die Freigebeeinrichtung 43' sieht einen Evakuierungspfad einschließlich des oben beschriebenen Strömungsrohrs 425' vor für das Ansaugen der äußeren Schicht 141 zur Trocknungsform 421' und den oben beschriebenen Vakuumevakuierer V.
Die Überführungseinrichtung 44' umfasst hauptsächlich eine Kolbeneinheit, die horizontal angeordnet ist und vertikal beweglich und kreisförmig um eine vertikale Achse beweglich getragen wird. Eine Saugplatte 440' mit Saugtellern ist an jedem Ende des Schafts der Kolbeneinheit vorgesehen.
Der Überführungsmechanismus 6' für die Kerneinheit 5 ist ausgelegt, die Kerneinheiten 5 von der kreisförmigen Spur C zur kreisförmigen Spur D zu überführen, und die Kerneinheiten 5 von der kreisförmigen Spur D zur kreisförmigen Spur C zurück zu bringen.
Der Überführungsmechanismus 6' hat eine drehbare Überführungseinrichtung 60' für die Überführung von Kerneinheiten 5 auf die kreisförmige Spur C; eine drehbare Überführungseinrichtung 61' für die Überführung von Kerneinheiten 5 mit einem vereinigten Körper 14 darauf auf die kreisförmige Spur D; eine Querführungseinheit 62', die zwischen die Überführungseinrichtung 60' und die Überführungseinrichtung 61' gesetzt ist, für das Schieben der Kerneinheiten 5 mit der inneren Schicht 143 darauf zur kreisförmigen Spur D; eine Querführungseinheit 63' für das Entfernen von Kerneinheiten 5, von denen ein vereinigter Körper 14 abgetrennt worden ist, von der kreisförmigen Spur D; ein Förderband 64' für die Rückführung der Kerneinheit 5, die von der kreisförmigen Spur D geschoben worden ist, zur kreisförmigen Spur C; und eine Querführungseinheit 65' für das Laden der zurückgeführten Kerneinheit 5 auf die kreisförmige Spur C.
Die Station 7' für die Bildung der inneren Schicht hat eine Reinigungseinrichtung 72 für die Reinigung der Kerneinheiten 5, die auf der kreisförmige Spur C laufen, eine Papierherstellungseinrichtung 70 für das Eintauchen jeder der Kerneinheiten 5, um eine innere Schicht 143 auf jeder Kerneinheit 5 mittels Papierherstellung zu bilden; eine Treibmittelaufbringeinrichtung 71 für das Aufbringen eines Treibmittels auf die äußere Oberfläche der gebildeten inneren Schicht; eine Kolbeneinheit 75' für die vertikale Bewegung der Kerneinheit 5; und eine Umdreheinrichtung 62 für das Umdrehen der Kerneinheit 5 mit dem auf der inneren Schicht 143 anhaftenden Treibmittel.
Die Reinigungseinrichtung 72 enthält einen Tank 720. Die Papierherstellungseinrichtung 70 enthält einen Tank 700. Die Treibmittelaufbringeinrichtung 71 hat einen Tank 710.
Die Station 7' für die Bildung der inneren Schicht hat auch eine Umdreheinrichtung 660, in der die zu der kreisförmigen Spur zurückgegebene Kerneinheit 5 vor der Reinigung umgedreht wird.
Die Kerneinheit 5 wird von einem Greifer 314 gegriffen, der an dem unteren Ende des Schafts der Kolbeneinheit 75 angebracht ist. Der Schaft der Kolbeneinheit 75 hat ein Strömungsrohr (nicht gezeigt), das mit dem Strömungskanal 3140 des Greifers 314 verbindet (siehe 13). Das obere Ende des Strömungsrohrs ist mit einem Strömungsrohr 715' über eine drehbare Verbindung (nicht gezeigt) und einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungsrohr 715' wird über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) entweder zu einem Vakuumevakuierer V oder zu einem Kompressor P geführt. Durch Umschalten des Umschaltventils ist das Strömungsrohr 715' darauf ausgelegt, Druckluft beim Reinigen der Kerneinheit 5 zuzuführen und beim Bilden der inneren Schicht 143 mittels Papierherstellung die flüssige Komponente der Schlämme durch Absaugen abzugeben.
Die Station 8' für die Bildung des vereinigten Körpers 14 umfasst eine Einrichtung 80' für die Bildung des vereinigten Körpers, mit der die äußere Schicht 141, die von der Kerneinheit 2 und der Trocknungsform 421' getrennt wurde, mit der inneren Schicht 143 auf der Kerneinheit 5 zusammen gebracht wird, auf der das Treibmittel haftet; eine Überführungseinrichtung 81' (Einrichtung für die Freigabe des vereinigten Körpers) für die Überführung des vereinigten Körpers 14 von der kreisförmigen Spur D zu der kreisförmigen Spur E; und eine Trocknungseinrichtung 82', in welcher der vereinigte Körper getrocknet wird, während er auf der kreisförmigen Spur E bewegt wird. In der zweiten Ausführungsform hat die Station 8' für die Bildung des vereinigten Körpers eine Kleberauftragseinrichtung 46 für das Auftragen eines Klebers auf die Flansche der äußeren Schicht 141, die an eine im Folgenden beschriebene Formgebungsform 800' angesogen wird.
Die Formgebungseinrichtung 80' hat eine Formgebungsform 800' mit einer Aushöhlung, die mit der Kerneinheit 5 zusammen passt, und eine Kolbeneinheit 801', welche die Formgebungsform 800' vertikal bewegt, um die Formgebungsform 800' und die Kerneinheit 5 unter einem vorgegebenen Druck zusammen drückt. Die Formgebungsform 800' wird durch einen Greifer 814' gegriffen, der am unteren Ende eines Schafts der Kolbeneinheit 801' angebracht ist. Ein Strömungsrohr (nicht gezeigt) ist durch den Schaft der Kolbeneinheit 801' vorgesehen.
Die Formgebungsform 800' hat eine Aushöhlung, die ähnlich zu der Trocknungsform 421' mit der Kerneinheit 5 zusammen passt. Sie hat im Inneren Strömungskanäle (nicht gezeigt), welche die Aushöhlung und die Außenseite der Form verbinden. Ein Strömungskanal ist durch die Basis des Greifers 814 ausgebildet, um das obere Ende der Strömungskanäle im Inneren der Formgebungsform 800' mit dem unteren Ende des Strömungsrohrs im Inneren der Kolbeneinheit 801' zu verbinden. Das obere Ende des Strömungsrohrs, das durch den Schaft der Kolbeneinheit 801' vorgesehen ist, ist mit dem Strömungsrohr 802' über eine drehbare Verbindung (nicht gezeigt) und einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungsrohr 802' wird über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) entweder zu einem Vakuumevakuierer V oder zu einem Kompressor P geführt.
Die Strömungskanäle der Formgebungsform 800', der Strömungskanal des Greifers 814', das Strömungsrohr der Kolbeneinheit 801' und das Strömungsrohr 802' sehen einen Strömungspfad vor. Bei der Entwässerung eines vereinigten Körpers 14 unter Druck in der Formgebungsform 800' arbeitet das Umschaltventil, um den Strömungskanal zu einem Evakuierungspfad umzuschalten, so dass der Wassergehalt aufgesogen wird. Gleichzeitig wird Druckluft über den Strömungskanal zugeführt, der mit der Kerneinheit 5 verbindet. Der vereinigte Körper 14 wird so auf einen vorgegebenen Wassergehalt entwässert.
Die Formgebungsform 800' ist ausgelegt, bei der Freigabe des vereinigten Körpers 14 von der Kerneinheit 5 den vereinigten Körper 14 durch Ansaugen anzuziehen, oder bei der Freigabe des vereinigten Körpers 14 von einer Trocknungsform für den vereinigten Körper 14 Druckluft zuzuführen durch Betätigen des Umschaltventils, um den Strömungspfad einschließlich des Strömungsrohrs und des Vakuumevakuierers V oder des Kompressors P entweder zu einem Evakuierungspfad oder zu einem Druckpfad umzuschalten.
Die Überführungseinrichtung 81' hat dieselbe Struktur wie die Überführungseinrichtung 44'.
Die Trocknungseinrichtung 82' hat Kerneinheiten 820' für die Bildung von vereinigten Körpern, die steife Kerne (Vorsprünge) haben; einen Drehteller (nicht gezeigt), der die Kerneinheiten 820' auf einer kreisförmigen Spur E transportiert; Trocknungsformen 821' mit einer Aushöhlung, die zu der Kerneinheit 820' passt; und Kolbeneinheiten 822' für das Zusammenführen jeder Kerneinheit 820' und jeder Trocknungsform 821' unter einem vorgegebenen Druck. Die Trocknungsform 821' wird durch den Griff mit einem Greifer 824' getragen, der am unteren Ende des Schafts der Kolbeneinheit 822' angebracht ist. Ein Strömungsrohr (nicht gezeigt) ist durch den Schaft der Kolbeneinheit 822' vorgesehen.
Der Drehteller hat Strömungskanäle, welche die Verbindungskanäle einer jeden Kerneinheit 820' mit der Außenseite des Drehtellers verbinden. Durch jeden dieser Strömungskanäle wird Dampfabgabe und Druckluftzuführung beim Trocknen des vereinigten Körpers 14 bewirkt.
Die Trocknungsform 821' hat eine Aushöhlung, die mit der Kerneinheit 820' korrespondiert, und hat im Inneren Strömungskanäle (nicht gezeigt), welche die Aushöhlung und die Außenseite verbinden. Ein Strömungskanal ist durch die Basis des Greifers 824' vorgesehen, um das obere Ende des Strömungskanals im Inneren der Trocknungsform 821' mit dem unteren Ende des Strömungsrohrs im Inneren der Kolbeneinheit 822' zu verbinden. Das obere Ende des Strömungsrohrs, das durch den Schaft der Kolbeneinheit 822' vorgesehen ist, ist mit einem Strömungsrohr 825' über eine drehbare Verbindung (nicht gezeigt) und einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Das Strömungsrohr 825' wird über ein Umschaltventil (nicht gezeigt) entweder zu einem Vakuumevakuierer V oder zu einem Kompressor P geführt.
Die Strömungskanäle der Trocknungsform 821', der Strömungskanal des Greifers 824', das Strömungsrohr der Kolbeneinheit 822' und das Strömungsrohr 825' bilden einen Strömungspfad. Bei der Trocknung eines vereinigten Körpers 14 in der Trocknungsform 821' arbeitet das Umschaltventil, um den Strömungskanal zu einem Evakuierungspfad umzuschalten, so dass Dampf aufgesogen und abgegeben wird. Gleichzeitig wird Dampf über den Strömungskanal des Drehtellers abgegeben.
Nachdem der vereinigte Körper 14 getrocknet ist und das Treibmittel ausgedehnt ist, um eine wärmeisolierende Schicht zu bilden, hebt die Kolbeneinheit 822' die Trocknungsform 821', während der trockene vereinigte Körper 14 von der oberen Seite und der unteren Seite mit Druckluft angeblasen wird, welche von einem Kompressor (nicht gezeigt) durch die Strömungskanäle auf einer Seite zugeführt wird, und Druckluft von der anderen Seite der Trocknungsform 821' auf der anderen Seite zugeführt wird. Folglich wird der vereinigte Kör per 14 von der Kerneinheit 820' freigegeben, und die Trocknungsform allein wird aufwärts zurückgezogen.
Die Station 8' für die Bildung eines vereinigten Körpers hat eine Überführungseinheit 86, welche den vereinigten Körper 14 auf der kreisförmige Spur E, der von sowohl der Trocknungsform 821' als auch von der Kerneinheit 820' freigegeben wurde, zu einem Förderband 9 überführt. Nachdem die Saugplatte 861 der Überführungseinheit den vereinigten Körper 14 angesogen hat, schwingt eine Kolbeneinheit um eine vertikale Achse, um den vereinigten Körper 14 zu dem Überführungsförderband 9 zu schieben. Das Förderband 9 trägt den vereinigten Körper 14 zu einer Schneide- und Beschneidungsstation (nicht gezeigt), in der sie auseinandergeschnitten und beschnitten werden, um Produkte (wärmeisolierende Behälter) zu ergeben.
Ähnlich dem Apparat 1 ist der Apparat 1' ausgerüstet mit einem Steuerungssystem (nicht gezeigt), das ein Sequenzprogramm für das Synchronisieren und den korrekten Betrieb aller Elemente des Antriebssystems und des Gas-/Flüssigkeitsströmungssystems in jeder Station und einen Schaltkreis hat für das Senden/Empfangen von Steuerungssignalen u.s.w. zwischen dem Steuerungssystem und den Elementen, so dass der Apparat 1' normaler Weise automatisch arbeiten kann.
In dem Apparat 1' nach der zweiten Ausführungsform werden Kerneinheiten 2 und 5 in Rotation verwendet, von denen jede ein Papierherstellungssieb hat, das bei wiederholter Verwendung leicht beschädigt sein kann. Selbst wenn ein Sieb beschädigt ist, ist es möglich, die Produktion fortzusetzen ohne den ganzen Apparat anzuhalten, einfach durch Auswechseln der Kerneinheit 2 oder 5, deren Sieb beschädigt ist. Deshalb kann der wärmeisolierende Behälter mit hoher Produktionseffizienz hergestellt werden.
Die vorliegenden Erfindung ist keineswegs auf den oben beschriebenen Apparat 1 begrenzt, und Modifikationen können daran innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemacht werden.
Während z.B. bei dem Apparat 1 oder 1' der obigen Ausführungsformen die äußere Schicht 141 entwässert und getrocknet wird, bevor sie mit der inneren Schicht zu einem vereinigten Körper zusammen geführt wird, ist es möglich, die Trocknungseinrichtung in den Fällen wegzulassen, in denen die äußere Schicht im feuchten Zustand verwendet wird, um einen vereinigten Körper zu bilden.
Der Apparat 1' der zweiten Ausführungsform ist entworfen, um acht Kerneinheiten auf jedem Rotationsmechanismus in jeder Station aufzunehmen. Er kann jedoch angepasst werden, um weniger als acht und mehr als vier Kerneinheiten aufzunehmen.
Die Apparate 1 und 1' der obigen Ausführungsformen haben einen Papiermasseschlämmetank in jeder von der Station für die Bildung der äußeren Schicht und der Station für die Bildung der inneren Schicht. Es ist möglich, die Anzahl der Tanks zu vergrößern, um eine vielschichtige, äußere oder innere Schicht abzulagern.
Während der Apparat auf der Basis einer Ausführungsform mit einer oder zwei Papierherstellungsstationen für die äußere Schicht und die innere Schicht beschrieben wurde, kann der Apparat der vorliegenden Erfindung drei oder vier Papierherstellungsstationen für jede Schicht haben, um einen geformten Artikel mit einer aus drei oder mehreren Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung bestehenden Vielschichtstruktur zu produzieren, die in aufeinander folgenden Papierherstellungsstationen abgelagert werden.
Während die Apparate 1 und 1' nach den Ausführungsformen entworfen sind, um tassenförmige, wärmeisolierende Behälter zu produzieren, ist die vorliegende Erfindung natürlich anwendbar auf einen Apparat für die Produktion geformter Artikel anderer Formen mit entsprechenden Veränderungen, die für die Form der Kerneinheiten, der Entwässerungsform, der Trocknungsform und der Formgebungsform, der Beschneidungskonfiguration und Ähnlichem entsprechend der Gestalt eines zu produzierenden, geformten Artikels gemacht werden.
Nun wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf Beispiele veranschaulicht.
Wie in den Beispielen 1.1 und 1.2 und den Vergleichsbeispielen 1.1 bis 1.4 demonstriert, wurden wärmeisolierende Behälter mit einer vorgegebenen Kapazität (480 ml) produziert.
Tabelle 1 zeigt die Trocknungsbedingungen, die Menge des aufgebrachten Treibmittels und die Schichtstruktur der wärmeisolierenden Behälter; die Ergebnisse der Messungen der Dicke einer jeden Schicht, der Gesamtdicke und der Dichte einer jeden Schicht und der Gesamtdichte; und die Ergebnisse der Auswertung der Wärmeisolationseigenschaften der Behälter, der Oberflächenglattheit der inneren Oberfläche der Behälter und der Formbarkeit entsprechend der Messung und Auswertung nach den folgenden Verfahren.
Beispiel 1.1
Bedingungen der Papierherstellung:
Eine Patrize mit einem metallischen Papierherstellungsteil, das zu einem wärmeisolierenden Behälter geformt ist, welcher die oben spezifizierte Kapazität hat, und einem Sieb, welches das Papierherstellungsteil abdeckt, wurde in eine dritte Faserschlämme mit der folgenden Zusammensetzung eingetaucht, um eine vorgegebene dritte Faserschicht zu bilden. Auf die Oberfläche der dritten Faserschicht wurde 50 ml einer ein Treibmittel enthaltenden Flüssigkeit mit der folgenden Zusammensetzung durch Sprühen aufgebracht. Die Patrize wurde dann in eine erste Faserschlämme mit der folgenden Zusammensetzung (dieselbe wie für die dritte Faserschlämme) eingetaucht, um eine vorgegebene erste Faserschicht zu bilden, um eine Vielschichtstruktur abzugeben.
Erste Faserschlämme:
Papiermasseschlämme (Anteil der Faser (für beschichteten Karton): 0,5% nach Gewicht) Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Treibmittel enthaltende Flüssigkeit:
Eine wässerige Lösung, die ein Treibmittel (Matsumoto Microsphere F30, verfügbar von Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.; Treibtemperatur: 135 °C) in einer Konzentration von 8,0% nach Gewicht, was mit 22% bezüglich des Gesamtgewichts eines geformten Artikels korrespondiert)
Dritte Faserschlämme:
Papiermasseschlämme (Anteil der Faser (für beschichteten Karton): 0,5% nach Gewicht) Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Druckentwässerungsbedingungen:
Die Faserstruktur wurde zwischen die Patrize und eine dazu passende Matrize eingepasst und unter den unten gezeigten Druckbedingungen durch Absaugen unter einen Wassergehalt von 62% entwässert.
Druckkraft: 0,5 MPa (20 Sekunden)
Heißtrocknungsbedingungen:
Die Faserstruktur wurde auf einen Wassergehalt von 7% unter den folgenden Formtemperatur- und Druckbedingungen getrocknet.
Formtemperatur: 160 °C
Druckkraft: 0,5 MPa (60 Sekunden) und 0,1 MPa (120 Sekunden)
Beispiel 1.2
Es wurden wärmeisolierende Behälter auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.1 produziert, außer dass die Menge des verwendeten Treibmittel auf 6,7% auf der Basis des Gesamtgewichts eines geformten Artikels verändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1.1
Es wurden wärmeisolierende Behälter auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.1 produziert, außer dass die Menge des verwendeten Treibmittel auf 3,4% auf der Basis des Gesamtgewichts eines geformten Artikels und die Druckkraft in dem Trocknungsschritt auf 0,1 MPa (180 Sekunden) verändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1.2
Es wurden wärmeisolierende Behälter auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.1 produziert, außer dass die Menge des verwendeten Treibmittel auf 3,4% auf der Basis des Gesamtgewichts eines geformten Artikels verändert, die Faserschlämmeansaugzeit bei der Bildung der dritten Faserschicht reduziert und die Druckkraft in dem Trocknungsschritt auf 0,1 MPa (180 Sekunden) verändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1.3
Es wurden wärmeisolierende Behälter auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.1 produziert, außer dass die erste Faserschicht und die dritte Faserschicht nicht gebildet wurde, sondern statt dessen eine zweite Faserschicht gebildet wurde, die 6,7% Treibmittel auf der Basis des Gesamtgewichts eines Behälters enthielt, und dass die Druckkraft in dem Trocknungsschritt auf 0,1 MPa (180 Sekunden) verändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1.4
Es wurden wärmeisolierende Behälter auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.1 produziert, außer dass Flüssigkeit, die das Treibmittel enthielt, nicht gesprüht wurde, um eine Struktur herzustellen, die aus der ersten und der dritten Faserschicht zusammengesetzt war, und die Druckkraft in dem Trocknungsschritt auf 0,1 MPa (180 Sekunden) verändert wurde.
Messung der Dicke einer jeden Schicht und der Gesamtdicke:
Ein aus dem geformten Artikel herausgeschnittenes Stück wurde unter einem Werkzeugmikroskop untersucht, um die Dicke einer jeden Schicht zu messen.
Messung der Dichte (einer jeden Schicht):
Die Dichte einer jeden der ersten Faserschicht, der zweiten Faserschicht und der dritten Faserschicht wurde aus den oben gemessenen Dicken, der Fläche und des Gewichts des Stücks, des Gesamtgewichts des Behälters und des Gewichts des Treibmittels berechnet.
Auswertung der Wärmeisolationscharakteristiken:
Ein aus dem geformten Artikel herausgeschnittenes Stück wurde auf eine Heizplatte mit 90 bis 100 °C gedrückt, und die Oberflächentemperatur des Stücks wurde mit einem Kontaktthermometer gemessen. Nachdem die Oberflächentemperatur des geformten Artikels konstant geworden war, wurde die Differenz zwischen der Temperatur der Heizplatte und der Oberflächentemperatur des geformten Artikels ermittelt.
Messung der inneren Oberflächenrauigkeit:
Die Oberflächenrauigkeit wurde mit Surfcom 120A von Tokyo Seimitsu Co., Ltd. gemessen. Die Messbedingungen waren wie folgt. Abschnitt: 0,80 mm; Auswertungslänge: 10,00 mm; Filter: 2CR; Messvergrößerung: 500; Neigungskorrektur: gerade Linie; und Polarität: Standard.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde bewiesen, dass die wärmeisolierenden Behälter von Beispiel 1.1 und 1.2 (Produkte der vorliegenden Erfindung) eine geringe Wandstärke und ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften haben. Es wurde bestätigt, dass der Behälter des Vergleichsbeispiels 1.1, dessen zweite Faserschicht eine geringere Dicke als 0,4 mm hat, schlechte Wärmeisolationseigenschaften hat, und dass der Behälter des Vergleichsbeispiels 1.2, dessen erste Faserschicht eine Dicke von weniger als 0,2 mm hat, unter teilweiser Freilegung der zweiten Faserschicht leidet, was das Versagen zur Bildung stabiler Schichten anzeigt. Es wurde bestätigt, dass der Behälter des Vergleichsbeispiels 1.3 minderwertig sowohl in den Wärmeisolationseigenschaften als auch in den Oberflächeneigenschaften war. Der Behälter des Vergleichsbeispiels 1.4, das keine zweite Faserschicht hat, zeigte im Wesentlichen keine Wärmeisolationseigenschaften.
Beispiel 2
Der in 4 gezeigte, wärmeisolierende Behälter mit den folgenden Spezifikationen wurde wie folgt hergestellt.
Spezifikation des Behälters:
Höhe H: 110 mm
Innendurchmesser der Öffnung ⌀10: 88 mm
Außendurchmesser des Bodens ⌀20: 70 mm
Körperdicke oben T10: 0,8 mm
Körperdicke mittig T20: 1,5 mm
Körperdicke unten T30: 2,0 mm
Dicke des Bodens T40: 1,0 mm
Dicke des Flansches T50: 1,0 mm
Papierherstellung für die innere und äußere Papiermasseschichtbildung:
Patrizen mit Papierherstellungsteilen aus Silikongummi, die für eine innere oder eine äußere Papiermasseschicht des wärmeisolierenden Behälters geformt waren, und ein Nylonsieb (50 Mesh; Drahtdurchmesser: 100 μm), welches das Papierherstellungsteil ab deckte, wurden in die jeweilige Schlämme mit den folgenden Zusammensetzungen eingetaucht, um jede Papiermasseschicht zu bilden.
Schlämme für äußere Papiermasseschicht:
Papiermasseschlämme: Papiermassefaser (3:7-Mischung nach Gewicht von neuer Papiermasse und hochgradig benutztem Papier, Papiermassekonzentration: 0,5% nach Gewicht)
Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Schlämme für innere Papiermasseschicht:
Papiermasseschlämme: Papiermassefaser (3:7-Mischung nach Gewicht von neuer Papiermasse und hochgradig benutztem Papier, Papiermassekonzentration: 0,5% nach Gewicht)
Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Entwässerungs- und Trocknungsbedingungen der äußeren Papiermasseschicht:
Die äußere Papiermasseschicht wurde zwischen die Patrize und eine dazu passende Matrize eingepasst und unter den folgenden Bedingungen entwässert und getrocknet. Temperatur der Form: 160 °C
Druckkraft: 0,4 MPa (180 Sekunden)
Beschichtung der äußeren Oberfläche der inneren Papiermasseschicht mit Treibmittel:
Die innere Papiermasseschicht wurde in eine Treibmittel enthaltende Flüssigkeit mit der folgenden Zusammensetzung eingetaucht, um die äußere Hautschicht des Körpers der inneren Papiermasseschicht mit dem Treibmittel zu imprägnieren.
Treibmittel enthaltende Flüssigkeit:
Eine wässerige Lösung, die ein Treibmittel (Matsumoto Microsphere F82, verfügbar von Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.; Treibtemperatur: 160 – 170 °C) in einer Konzentration von 1 % nach Gewicht, was mit 5% bezüglich des Gesamtgewichts eines geformten Artikels korrespondiert)
Heißtrocknungsbedingungen:
Die innere Papiermasseschicht und die äußere Papiermasseschicht wurden zusammen gestapelt und unter den folgenden Bedingungen getrocknet, um das Treibmittel auszudehnen und die Papiermasseschichten in einen Körper zu vereinigen.
Formtemperatur: 160 °C
Drucklast: 11760 N (60 Sekunden)
Druckkraft am Flansch: 1,5 MPa
Bildung einer Kunststofffilmschicht:
Ein unten beschriebener Kunststofffilm wurde auf den vereinigten Körper aufgesetzt, wobei seine innere Schicht mit der inneren Papiermasseschicht in Kontakt stand, und wurde unter den folgenden Bildungsbedingungen laminiert.
Kunststofffilm:
Äußere Schicht / innere Schicht = hochdichtes Polyethylen / niedrigdichtes Polyethylen
Kunststofffilmschichtdicke: 150 μm
Bildungsbedingungen:
Vakuumformgebungsmaschine: PLAVAC-FE36PHS, geliefert von Sanwa Kogyo K.K.;
Filmheizsystem: Infrarot-Heizer (Abstand Heizer zu Film: 110 mm)
Filmheiztemperatur: 250 °C (Auslesung von der Formgebungsmaschine)
Filmheizzeit: 35 Sekunden
Stopfenabmessungen: 60 mm Durchmesser × 110 mm lang
Stopfenmaterial: Aluminium (Teflon beschichtet)
Stopfentemperatur: 115 °C (gemessene Oberflächentemperatur)
Vakuumformgebungsform: Öffnungsdurchmesser 88 mm; Bodendurchmesser 70 mm; Höhe 110 mm
Vakuumformgebungsformtemperatur: 115 °C (gemessene Oberflächentemperatur der Aushöhlung)
Formungszeit: 15 Sekunden
Messung der Dicke einer jeden Schicht und der Gesamtdicke:
Ein aus dem geformten Artikel herausgeschnittenes Stück wurde unter einem Werkzeugmikroskop untersucht, um die Dicke einer jeden Schicht zu messen.
Messung der Dichte (einer jeden Schicht):
Die Dichte einer jeden der Treibmittelschicht und der inneren Papiermasseschicht wurde aus den oben gemessenen Dicken, der Fläche und des Gewichts des Stücks, des Gesamtgewichts des geformten Artikels und des Gewichts des Treibmittels berechnet.
Auswertung der Wärmeisolationscharakteristiken:
Heißes Wasser von 95 bis 100 °C wurde in einen wärmeisolierenden Behälter 120 gegossen. Drei Minuten später wurde die Temperatur des heißen Wassers in dem Behälter und die äußere Oberflächentemperatur des Behälters mit Kontaktthermometern gemessen, um die Differenz zwischen der Heißwassertemperatur und der Oberflächentemperatur des Behälters zu ermittelt.
Messung der inneren Oberflächenrauigkeit:
Die Oberflächenrauigkeit wurde mit Surfcom 120A von Tokyo Seimitsu Co., Ltd. gemessen. Die Messbedingungen waren wie folgt. Abschnitt: 2,5 mm; Auswertungslänge: 10,00 mm; Filter: 2CR; Messvergrößerung: 500; Neigungskorrektur: gerade Linie; und Polarität: Standard.
Der sich ergebende wärmeisolierende Behälter war dünnwandig (0,8 bis 5 mm dick) und leichtgewichtig. Selbst wenn heißes Wasser eingegossen wurde, zeigte er ausreichende Wärmeisolationseigenschaften, die es einem Benutzer ermöglichten, ihn mit der Hand zu ergreifen, und zufriedenstellende Formbeständigkeit bei eingegossenem heißem Wasser. Er zeigte eine hohe Oberflächenrauigkeit mit einer durchschnittlichen Mittellinienrauigkeit Ra von 1 bis 20 μm und eine maximalen Höhe R_max von 100 μm oder weniger. Er hatte gute Haftung an einen Kunststofffilm, um eine Kunststofffilmschicht frei von Nadellöchern zu bilden. Die äußere Oberfläche des Behälters hatte zufriedenstellende Bedruckbarkeit.
Wärmeisolierende Behälter wurden hergestellt wie in den im Folgenden beschriebenen Beispielen 3.1 und 3.2 und den Vergleichsbeispielen 3.1 und 3.2 beschrieben. Das Gewicht der Behälter wurde gemessen. Die Festigkeit, Wärmeisolationseigenschaften und der Delaminierungswiderstand zwischen der inneren Schicht und der wärmeisolierenden Schicht wurden wie folgt ausgewertet. Das Gewicht, die Dicke, die Dichte und das Basisgewicht einer jeden der äußeren und der inneren Schicht und die Dicke und die Dichte der wärmeisolierenden Schicht des Behälters wurde nach den folgenden Verfahren gemessen. Die ermittelten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 3.1
Der in 8 gezeigte, wärmeisolierende Behälter mit den folgenden Spezifikationen wurde wie folgt hergestellt.
Spezifikation des Behälters:
Höhe H1: 110 mm
Innendurchmesser der Öffnung ⌀11: 88 mm
Außendurchmesser des Bodens ⌀21: 70 mm
Körperdicke mittig T21: 1,5 mm
Dicke des Bodens T41: 1,0 mm
Dicke des Flansches T51: 0,8 mm
Papierherstellung für die innere und äußere Schichtbildung:
Patrizen mit Papierherstellungsteilen aus Silikongummi, die für eine innere oder eine äußere Schicht des wärmeisolierenden Behälters geformt waren, und ein Nylonsieb (50 Mesh; Drahtdurchmesser: 100 μm), welches das Papierherstellungsteil abdeckte, wurden in die jeweilige Schlämme mit den folgenden Zusammensetzungen eingetaucht, um jede Schicht zu bilden.
Schlämme für äußere Schicht:
Papiermasseschlämme: Papiermassefaser (3:7-Mischung nach Gewicht von neuer Papiermasse und hochgradig benutztem Papier, Papiermassekonzentration: 0,5% nach Gewicht)
Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Schlämme für innere Schicht:
Papiermasseschlämme: Papiermassefaser (3:7-Mischung nach Gewicht von neuer Papiermasse und hochgradig benutztem Papier, Papiermassekonzentration: 0,5% nach Gewicht)
Schlichtmittel (2 % nach Gewicht bezüglich der Papiermasse)
Entwässerungs- und Trocknungsbedingungen der äußeren Schicht:
Die äußere Schicht wurde zwischen die Patrize und eine dazu passende Matrize eingepasst und unter den folgenden Bedingungen entwässert und getrocknet.
Temperatur der Form: 160 °C
Druckkraft: 0,4 MPa (180 Sekunden)
Beschichtung der äußeren Oberfläche der inneren Schicht mit Treibmittel:
Die innere Schicht (Wassergehalt: 84%) wurde in eine Treibmittel enthaltende Flüssigkeit mit der folgenden Zusammensetzung eingetaucht, um die äußere Hautschicht des Körpers der inneren Schicht mit dem Treibmittel zu imprägnieren.
Treibmittel enthaltende Flüssigkeit:
Eine wässerige Lösung, die ein Treibmittel (Matsumoto Microsphere F793, verfügbar von Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.; Treibtemperatur: 110 – 170 °C) in einer Konzentration von 1 % nach Gewicht, was mit 5% bezüglich des Gesamtgewichts eines geformten Artikels korrespondiert)
Heißtrocknungsbedingungen:
Die innere Schicht und die äußere Schicht wurden zusammen gestapelt und unter den folgenden Bedingungen getrocknet, um das Treibmittel auszudehnen und die zwei Schichten in einen Körper zu vereinigen.
Formtemperatur: 160 °C
Drucklast: 11760 N (60 Sekunden)
Druckkraft am Flansch: 1,5 MPa
Temperatur der Patrize: 140 °C
Bildung einer Kunststofffilmschicht:
Ein unten beschriebener Kunststofffilm wurde auf den vereinigten Körper aufgesetzt, wobei seine innere Schicht mit der inneren Schicht des Behälters in Kontakt stand, und wurde unter den folgenden Bildungsbedingungen laminiert.
Kunststofffilm: Äußere Schicht / innere Schicht = hochdichtes Polyethylen / niedrigdichtes PolyethylenKunststofffilmschichtdicke: 150 μm
Bildungsbedingungen:
Vakuumformgebungsmaschine: PLAVAC-FE36PHS, geliefert von Sanwa Kogyo K.K.;
Filmheizsystem: Infrarot-Heizer (Abstand Heizer zu Film: 110 mm)
Filmheiztemperatur: 250 °C (Auslesung von der Formgebungsmaschine)
Filmheizzeit: 35 Sekunden
Stopfenabmessungen: 60 mm Durchmesser × 110 mm lang
Stopfenmaterial: Aluminium (Teflon beschichtet)
Stopfentemperatur: 115 °C (gemessene Oberflächentemperatur)
Vakuumformgebungsform: Öffnungsdurchmesser 88 mm; Bodendurchmesser 70 mm; Höhe 110 mm
Vakuumformgebungsformtemperatur: 115 °C (gemessene Oberflächentemperatur der Aushöhlung)
Formungszeit: 15 Sekunden
Beispiel 3.2
Ein wärmeisolierender Behälter wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3.1 produziert, außer dass das Gewicht der Papiermasse der inneren Schicht größer als das der Papiermasse der äußeren Schicht gemacht wurde.
Vergleichsbeispiel 3.1
Ein wärmeisolierender Behälter wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3.1 produziert, außer dass in der wärmeisolierenden Schicht kein Treibmittel verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 32
Ein wärmeisolierender Behälter wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3.1 produziert, außer dass eine Schlämme, die aus Wasser und Treibmittel bestand, auf die innere Oberfläche der getrockneten Papiermasse der äußeren Schicht aufgebracht wurde, um eine wärmeisolierende Schicht zu bilden, die ausschließlich aus dem Treibmittel zwischen der äußeren Schicht und der inneren Schicht hergestellt wurde.
Messung der Dicke u.s.w. von äußerer, innerer und wärmeisolierenden Schicht:
Äußere Schicht: Ein Teststück von vorgegebener Form und Größe (eine Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 40 mm) wurde aus dem Körper des sich ergebenden geformten Artikels ausgeschnitten. Nur die äußere Schicht wurde von dem Stück abgetrennt, und die Dicke und das Gewicht wurden gemessen, um die Dicke, das Basisgewicht und die Dichte der äußeren Schicht zu ermitteln.
Innere Schicht: Nur die innere Schicht wurde von dem Stück abgetrennt und die Dicke und das Gewicht wurden gemessen, um die Dicke, das Basisgewicht und die Dichte der inneren Schicht zu ermitteln. In Fällen, in denen es eine Mischschicht zwischen der inneren Schicht und der wärmeisolierenden Schicht gab, wurde die Mischschicht entfernt und das Gewicht der restlichen inneren Schicht gemessen, um die Dicke, das Basisgewicht und die Dichte der inneren Schicht zu ermitteln.
Wärmeisolierende Schicht: Die Dicke und Dichte der wärmeisolierenden Schicht (einschließlich der Mischschicht) wurde ermittelt durch Subtraktion der Dicken bzw. der Gewichte der Kunststoffschicht, der äußeren Schicht und der inneren Schicht von der Dicke bzw. dem Gewicht des ausgeschnittenen Stücks.
Kunststoffschicht:
Die Kunststoffschicht wurde von dem ausgeschnittenen Stück abgezogen, und ihre Dicke wurde gemessen.
Messung der Eindrückfestigkeit:
Seitlich (Beständigkeit gegen Greifen): Der Behälter wurde mit seiner Seite auf ein von Orientec Co., Ltd. geliefertes Eindrückfestigkeitsmeter RTA-500 gelegt. Die Querkopfge schwindigkeit wurde auf 20 mm/Minute eingestellt. Die Last, welche einen 10 mm Versatz in dem Körper des Behälters verursachte, wurde als eine Seiteneindrückfestigkeit genommen.
Axial: Der Behälter wurde mit seinem Boden auf das Eindrückfestigkeitsmeter gestellt, und eine Last wurde mit einer Querkopfgeschwindigkeit von 20 mm/Minute angelegt, um eine Lastversetzungskurve aufzuzeichnen. Die Last wurde an zwei Punkten abgelesen: die Last beim Nachgeben in Fällen, in denen ein Nachgeben infolge Einknicken der Behälterbodenecke auftrat (in Tabelle 2 als "axiale Last (1)" bezeichnet) und die Last beim Einknicken (maximale Last; als "axiale Last (2)" bezeichnet).
Auswertung der Wärmeisolationscharakteristiken:
Heißes Wasser von 95 bis 100 °C wurde in einen wärmeisolierenden Behälter 120 gegossen. Drei Minuten später wurde die Temperatur des heißen Wassers in dem Behälter und die äußere Oberflächentemperatur des Behälters mit Kontaktthermometern gemessen, um die Differenz zwischen der Heißwassertemperatur und der Oberflächentemperatur des Behälters zu ermittelt.
Delaminierungswiderstand:
Nach Anlegen einer vorgegebene seitliche Last auf den Behälter wurde die innere Oberfläche des Behälters und der Querschnitt des Behälters mit unbewaffnetem Auge oder unter einem Mikroskop beobachtet.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, sind die Behälter mit einer Mischschicht zwischen der inneren Schicht und der wärmeisolierenden Schicht (Beispiele 3.1 und 3.2) dünnwandig und leichtgewichtig und zeigen dennoch eine gewünschte mechanische Festigkeit und Wärmeisolationseigenschaften und erfahren kein Delaminieren bei Deformierung. Im Gegenteil hatte der Behälter mit keinem wärmeisolierenden Material (Vergleichsbeispiel 3.1) und der Behälter mit einem wärmeisolierenden Material ohne eine Mischschicht (Vergleichsbeispiel 3.2) die folgenden Nachteile. D.h. bei einem Entwurf für geringe Wandstärke und geringem Gewicht, fehlte dem Behälter des Vergleichsbeispiels 3.2 eine ausreichende seitliche Eindrückfestigkeit (in Korrespondenz zu einer Festigkeit gegen Greifen). Der Behälter ohne Mischschicht (Vergleichsbeispiels 3.2) erfuhr Delaminieren, um Knitterfalten oder Sprünge auf seiner inneren Oberfläche zu entwickeln.
Tabelle 2
Industrielle Anwendbarkeit
Der wärmeisolierende Behälter nach der vorliegenden Erfindung ist dünnwandig und in den wärmeisolierenden Eigenschaften ausgezeichnet. Das Verfahren der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung ist geeignet, um einen wärmeisolierenden Behälter mit den oben beschriebenen Wirkungen herzustellen.
Das Verfahren der Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung ist geeignet, um einen wärmeisolierenden Behälter mit den oben beschriebenen Wirkungen herzustellen.
Die vorliegende Erfindung ergibt einen dünnwandigen und leichtgewichtigen wärmeisolierenden Behälter mit Eindrückbeständigkeit und wärmeisolierenden Eigenschaften.
Der Apparat für die Herstellung eines wärmeisolierenden Behälters nach der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, einen wärmeisolierenden Behälter (einen aus Papiermasse geformten Artikel) mit hoher Herstellungseffizienz herzustellen.

Claims

Wärmeisolierender Behälter, der eine erste Faserschicht mit einer vorgeschriebenen Dichte, die hauptsächlich durch Papierherstellung aus Zellstoff hergestellt wird, und eine zweite Faserschicht aufweist, die an der Innenseite der ersten Faserschicht ausgebildet ist und eine niedrigere Dichte hat als die erste Faserschicht, wobei die erste Faserschicht eine Dicke zwischen 0,2 und 1 mm hat, die zweite Faserschicht eine Dicke zwischen 0,4 und 3 mm hat, die Gesamtdicke der ersten Faserschicht sowie der zweiten Faserschicht 0,6 bis 4 mm beträgt und die Dichte des Körpers des Behälters in der vertikalen Richtung desselben variiert.
Wärmeisolierender Behälter nach Anspruch 1, wobei der Behälter eine Blähmittelschicht anstelle der zweiten Faserschicht aufweist.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters, der eine innere Zellstoffschicht und eine äußere Zellstoffschicht aufweist, die beide hauptsächlich durch Papierherstellung aus Zellstoff hergestellt werden, das das separate Ausbilden der inneren Zellstoffschicht und der äußeren Zellstoffschicht durch Papierherstellung, das Einsetzen einer geschichteten Anordnung aus der inneren Zellstoffschicht und der äußeren Zellstoffschicht, die beide feucht sind, zwischen eine Matrize, die einen vorgegebenen Abstand zu der inneren Zellstoffschicht hat, und eine Patrize und das Trocknen der geschichteten Anordnung umfasst, um die innere Zellstoffschicht dem Zwischenraum entsprechend zu verformen und einen Unterschied der Gesamt-Schichtdicke zu erzeugen.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters, das die Herstellung einer feuchten Faserschicht, die zu einem Behälter geformt ist, aus einer Zellstoff aufschlämmung durch Papierherstellung, das Auftragen eines Blähmittels auf die Innenfläche der feuchten Faserschicht, das Entwässern der Faserschicht und das Wärmetrocknen der Faserschicht zwischen einer Patrize, die einen vorgegebenen Abstand zu der Innenfläche hat, und einer Matrize umfasst, um das aufgetragene Blähmittel aufzublähen und so die Dichte der inneren Hautschicht der Faserschicht zu verringern und einen Unterschied der Gesamt-Schichtdicke entsprechend dem Zwischenraum zu erzeugen.
Vorrichtung zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters, der eine Außenschicht und eine Innenschicht aufweist, die separat hauptsächlich aus Zellstoff hergestellt werden und über eine wärmeisolierende Schicht miteinander verbunden werden, die durch die Entwicklung von Gasblasen aus einem Blähmittel ausgebildet wird, die umfasst: eine Vielzahl von Außenschichtausbildungs-Kerneinheiten, einen Überführungsmechanismus zum Überführen der Außenschichtausbildungs-Kerneinheiten in Drehung, eine Außenschichtausbildungs-Station, in der eine getrocknete Außenschicht unter Verwendung der Außenschichtausbildungs-Kerneinheit ausgebildet wird, die durch den Überführungsmechanismus überführt wird, eine Vielzahl von Innenschichtausbildungs-Kerneinheiten, einen Überführungsmechanismus zum Überführen der Innenschichtausbildungs-Kerneinheiten in Drehung, eine Innenschichtausbildungs-Station; in der eine feuchte Innenschicht an deren Außenfläche ein Blähmittel haftet, unter Verwendung der Innenschichtausbildungs-Kerneinheit ausgebildet wird, die durch den Überführungsmechanismus überführt wird, und eine Gesamtkörper-Ausbildungs-Kerneinheit, die einen vorgeschriebenen Abstand zu der Innenfläche der Innenschicht aufweist, eine Trockenform, die einen Hohlraum entsprechend der Außenschicht aufweist, eine Gesamtkörperausbildungs-Station, in der die getrocknete Außenschicht und die feuchte Innenschicht zwischen der Trockenform und der Gesamtkörper-Ausbildungs-Kerneinheit aufgelegt werden, um sie zu einem Gesamtkörper aufeinander zu schichten, wobei anschließend das Blähmittel aufgebläht wird, um die wärmeisolierende Schicht auszubilden, während das Profil des Gesamtkörperausbildungs-Kerns auf die Innenschicht übertragen wird.
Wärmeisolierender Behälter nach Anspruch 1, wobei die Gesamtdicke des Körpers des Behälters in der vertikalen Richtung variiert.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters nach Anspruch 3, wobei die äußere Zellstoffschicht zuvor durch Trocknen geformt wird.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters nach Anspruch 3, wobei die Außenfläche der inneren Zellstoffschicht mit einem Blähmittel überzogen wird und die äußere Zellstoffschicht sowie die innere Zellstoffschicht dann mit dem zwischen der inneren Zellstoffschicht und der äußeren Zellstoffschicht befindlichen Blähmittel aufeinandergeschichtet und getrocknet werden, um das Blähmittel aufzublähen und so einen Unterschied der Gesamt-Schichtdicke entsprechend dem Zwischenraum zu erzeugen.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters nach Anspruch 3, wobei dem Schritt des Trocknens der äußeren Zellstoffschicht und der inneren Zellstoffschicht zwischen der Patrize und der Matrize die Schritte des Einsetzens der äußeren Zellstoffschicht in die Matrize, des Pressens der inneren Zellstoffschicht auf die äußere Zellstoffschicht mit einem elastischen Kern einer separaten Patrize, um die innere Zellstoffschicht und die äußere Zellstoffschicht in engen Kontakt zu bringen und so die innere Zellstoffschicht auf die Seite der Matrize zu übertragen, und des Herausziehens der separaten Patrize vorangehen.
Verfahren zum Erzeugen eines wärmeisolierenden Behälters nach Anspruch 9, wobei: die separate Patrize einen elastischen Papierherstellungsteil umfasst, der Gas/Flüssigkeits-Strömungsdurchlasse an seiner Innenseite und ein Sieb aufweist, das den Papierherstellungsteil abdeckt, die separate Patrize in eine Zellstoffaufschlämmung eingetaucht wird, die Zellstoffaufschlämmung über die Gas/Flüssigkeits-Strömungskanäle angesaugt wird, um die innere Zellstoffschicht auf die Außenfläche des Siebes aufzutragen, und die innere Zellstoffschicht, die auf die separate Patrize aufgetragen ist, auf die äußere Zellstoffschicht gepresst wird.