JP2008522044A - パルプ成形型及びパルプ成形型の使用法 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の技術の欠点を排除した、若しくは少なくとも最小限に抑えたパルプ成形型を提供すること。
【解決手段】
本発明は、焼結粒子及び複数の流体流通路から構成される、多孔性のパルプ成形型に関する。短時間かつ高い費用対効果で製造することが可能である。本発明の成形面は、小さな孔隙の開口部を有し、液体を排出すると共に、繊維がパルプ成形型内に入ってしまうのを防ぐ。さらに、本発明のパルプ成形型は、パルプ成形型の排水能力を高める排水溝を有する。パルプ成形型は、熱伝導率が高く、高熱に耐え得ることから、成形面を２００℃以上に加熱することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、様々な用途で用いることができる３次元のパルプ成形体を成形するためのパルプ成形型に関する。より具体的には、成形体は、主に繊維と液体の混合物から構成される繊維スラリーを使用して形成される。成形型の中に繊維スラリーが導入され、液体の部分が排出されることによって、完成した繊維質の成形体が製造される。

パルプ成形体の梱包材は、様々な分野で使用されており、環境にやさしい、生分解性のパッケージング・ソリューションとして利用されている。パルプ成形品は、例えば、携帯電話、コンピュータ装置、ＤＶＤプレイヤなどの消費財だけでなく、その他の電子消費財や、その他梱包による保護を要する製品の緩衝材として多用される。さらに、パルプ成形品は、ハンバーガーの容器、液体用のカップ、食器等、食品業界でも使用することができる。また、パルプ成形品は、軽量のサンドイッチ・パネルや、その他の軽量耐力構造の、構造におけるコアの材料として使用することもできる。これらの製品は、多くの場合、複雑な形状を有し、さらに短納期での市場投入が期待されることが多い。さらに、これらの製品は比較的、製造数量が少ないため、パルプ成形品の製造コストを低廉化し、さらに短納期で、高い費用対効果を維持しながら成形型を製造することに利点がある。別の側面として、製品の内部構造の強度が挙げられる。従来のパルプ成形品は、例えばプラスチック製品と比べ、競争上不利な立場にあり、使用が梱包材に限られてしまうことが少なくない。それに加え、表面構造が滑らかなパルプ成形品を提供できれば有利である。

例えば、特許文献１などの従来のパルプ成形体の製造ラインでは、例えば、真空等を使用して、スラリーを含む繊維を成形型に付着させる。そして成形型の成形面に付着した繊維を金網で封じ込め、通常、成形型の底部に真空源を配置して、成形型を介していくらか水分を吸引する。その後、成形型を、当該成形型と嵌合する雌型の部材に静かに押圧し、押圧の終了時点で、成形型内の真空を微風と入れ替え、それと同時に、嵌合する反転した形状に負圧が加えられる。これによって、パルプ成形体が、嵌合する雌型の部材に移動する。次の過程で、パルプ成形体は、ベルトコンベヤに移され、ベルトコンベヤによって乾燥炉に送られ、乾燥される。なお、この従来の方法による固形分含有率（ＩＳＯ２８７の定義による）は、この最終乾燥処理を行う前で約１５％〜２０％であるが、乾燥後は９０％〜９５％に増加する。乾燥炉に入れる前の固形分含有率が比較的低いことから、収縮力によって、製品の形状や大きさが変化する傾向があり、さらに製品の構造上の張力が維持される。乾燥処理の間に、形状と大きさが変化してしまうことから、多くの場合、製品に対して「後処理」を行い、好ましい形状や大きさに矯正することが必要になる。しかしながら、この処理を加えることによって、出来上がった製品に歪みや変形といった欠陥が生じる場合がある。それに加え、乾燥処理に大量のエネルギーが消費される。

上述の処理で使用される従来のパルプ成形型の成形面は、通常、金網で覆われた本体によって構成される。この金網によって、繊維が成形型から吸引されることを防止し、他方、水分は通り抜ける仕組みとなっている。本体は、従来、水分が通り抜け、好ましい形状を作り出すよう、穴あけ加工が施されたアルミニウムのブロックを繋ぎ合わせることによって構成される。そして金網が、通常溶接によって本体に接合される。しかしこの手法は複雑なだけでなく、時間やコストもかかる。さらに、多くの場合、金網の網目や溶接点が、出来上がった製品の表面構造にはっきりと現れてしまい、完成した製品に、望ましくないきめの粗さが出てしまう。さらに、金網を使用する方法では、複雑な形状をした成形型の製作に限界があり、特定の形状を持たせることができない。

特許文献２及び特許文献３には、多孔性の構造を形成するために、好ましくはガラス玉で構成したパルプ成形型が開示されており、また、焼結粒子を使用することも可能であることが言及されている。ここでは、粒子を有し、厚さが平均１ｍｍ〜１０ｍｍの支持層は、粒子を有し、厚さが平均０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの成形層によって覆われる。この公知の技術の背景にある原理は、毛細管引力によって水分を保持する層を設け、保持した水分を使用して成形型を逆方向に洗い流し、繊維による成形型の目詰まりを防止するものである。しかしながら、その工程は非常に複雑である。

特許文献４は、２つの工程を使用してパルプ成形体を形成する装置及び方法を開示している。第１の工程では、成形前の繊維質の素材を湿った状態で成形し、第２の工程では、当該成形体を加熱し、高圧で押圧する。パルプ成形型は、液体を排出するために、ドリル加工による流体流通路が設けられた固体金属から構成される。

特許文献５では、ある態様において０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの方眼状の孔を有する金属被膜で覆われた、多孔性の基礎構造を備えたパルプ成形型を開示している。

特許文献６は、高温に耐え得るパルプ成形型を開示している。

パルプ成形型の製造に関連した、先行技術による方法は全て、上記の開示されている方法を含め、欠点をいくつか有している。

米国特許第６２１０５３１号公報 ヨーロッパ特許第０５５９４９０号公報 ヨーロッパ特許第０５５９４９１号公報 米国特許第６４５１２３５号公報 米国特許第５６０３８０８号公報 米国特許第６５８２５６２号公報

本発明の目的は、以上で言及したいくつかの欠点を排除した、若しくは少なくとも最小限に抑えたパルプ成形型を提供することである。パルプ成形型は、焼結成形面と、透過性を有する基礎構造から構成され、成形面は、焼結粒子の少なくとも１つの層から構成され、焼結粒子の平均直径は、０．０１ｍｍ〜０．１９ｍｍの範囲、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲内であることを特徴とする、繊維パルプからパルプ成形体を成形するためのパルプ成形型を提供することによって、これを実現する。成形面の最外部層は、微細な孔隙が設けられたきめ細かい構造を有しており、表面が滑らかなパルプ成形体の製造を可能にするのに加え、同一の型内に繊維が入るのを防ぐと同時に、液体又は蒸発した液体を発散させながら、繊維を雌型と雄型の間に封じ込めるという利点を提供する。

本発明のさらなる態様によると、
− パルプ成形型の熱伝導率は、１〜１０００Ｗ／（ｍ℃）の範囲とし、１０Ｗ／（ｍ℃）以上であることが好ましく、さらに４０Ｗ／（ｍ℃）以上であることがより好ましい。これにより押圧処理時に熱が成形面に伝達されるため、高温での押圧処理が可能になり、パルプ素材に含まれる液体を蒸発させるという、望ましい効果が得られる点で優れている。水分を蒸発させることで成形型全体から水分が吸引され、成形面に加わる圧力が均一に分散されるため、その結果、パルプ成形体に均一に圧力が加わるようになる。
− 透過性を有する基礎構造は、焼結粒子から構成され、粒子の平均直径は、成形面を形成する粒子の直径よりも大きく、０．２５ｍｍ以上であることが好ましく、０．３５ｍｍ以上であることが好ましく、さらに０．４５ｍｍ以上であることがより好ましく、かつ１０ｍｍ未満であって、５ｍｍ未満であることが好ましく、さらに２ｍｍ未満であることがより好ましい。これによって、パルプ成形体から水分と蒸気を排出するともに、押圧過程において基礎構造に加えられる圧力に耐え得、かつ高い水分透過性と内部強度を有する基礎構造を提供するという利点を提供する。
− 基礎構造と成形面の間に、焼結粒子から構成される、透過性の支持層を設け、支持層を構成する粒子の平均直径は、基礎構造における焼結粒子の平均直径より小さく、成形面における焼結粒子の平均直径より大きいものとし、成形面が孔隙に落ち窪まないようにする保護策として、支持層を設けることによって、成形型内の孔隙を最小限に抑えるという利点を提供し、基礎構造の焼結粒子のサイズと、成形面の焼結粒子のサイズに大きな差がある場合には、極端にサイズの異なる２つのサイズの中間の粒子を使用した支持層を設けることによって、成形層の小さい粒子から基礎構造の大きい粒子にスムーズに移行するようにし、サイズの異なる層の間に出来てしまう孔隙を最小限に抑えることが出来る。
− パルプ成形型の全孔隙率は、８％以上とし、１２％以上であることが好ましく、さらに１５％以上であることがより好ましく、かつ４０％未満とし、３５％未満であることが好ましく、さらに３０％未満であることがより好ましい。これによって、液体及び蒸発した液体が、パルプ成形型から発散されるという利点を提供する。
− パルプ成形型を加熱するための熱源が設けられ、成形時に成形面を加熱できるという利点を提供する。
− パルプ成形型の底は、実質的に平坦であり、より大きな空隙がなく、加えられた圧力を伝達するよう配置され、熱伝導に適した表面を提供するとともに、安定した形状のパルプ成形型を実現するという利点を提供する。なお、より大きな空隙とは、以下に説明する流体流通路よりも大きな空隙を意味し、例えばレリーフ型のパルプ成形型には大きな空隙が存在する。
− 成形型の底に、吸引口を有する加熱板が設けられ、熱がパルプ成形型に伝わり、成形面が加熱される上、成形面を吸引する吸引源を配置できるという利点を提供する。
− パルプ成形型の底に、少なくとも１つのアクチュエータが設けられ、雌型と雄型のパルプ成形型を互いに押圧できるという利点を提供する。
− パルプ成形型は、４００℃以上の耐熱性を有し、作動中に４００℃以上にパルプ成形型を加熱できるという利点を提供する。
− パルプ成形型は、少なくとも１つ、好ましくは複数の流体流通路を有し、パルプ成形型内の液体又は蒸発した液体をより多く排出できるという利点を提供する。
− 流体流通路は、パルプ成形型の底においては第１の直径を有し、基礎構造と支持層の間との交点では実質的に第１の直径よりも小さい第３の直径を有する。
− 第１の直径は、第２の中間地点の直径よりも大きいまたは等しく、第２の直径は第３の直径よりも大きいものとする。
− 第２の直径は、１ｍｍ以上とし、２ｍｍ以上であることが好ましく、第３の直径は５００μｍ未満とし、５０μｍ未満であることが好ましく、さらに２５μｍ未満であることがより好ましく、１５μｍ未満であることが最も好ましい。
− 複数の流体流通路の分布は、１０本／ｍ２以上とし、２５００〜５０００００本／ｍ２以上であることが好ましく、さらに、４００００本／ｍ２以上であることがより好ましく、優れた排水能力という利点を提供する。
− 加熱板上には、少なくとも１つのパルプ形成型が配置され、加熱板は吸引口を備え、吸引口は、複数の流体流通路と対になるよう配置される。
− 作動している間、雄型と雌型のパルプ成形型が接触した状態で押圧され、成形面の温度が２００℃以上に達することによって、雄型と雌型のパルプ成形型の間に配置された、繊維と液体の混合物に熱が伝達され、それによって大半の水分が蒸発し、蒸気は膨張する性質を有していることから、蒸発した水分が多孔性のパルプ成形型を通じて排出されるという利点を提供する。
− 成形型の製造に焼結技術を使用したことによって、複雑な形状をした成形型を製造することができる。パルプ成形型は、黒鉛又はステンレス鋼の焼結成形型を使用して製造することができる。このような焼結成形型は、従来の方法を使用して、簡単に製造することができ、短い製造期間で、複雑な形状を、低コストで製造することができる。
− 本発明による焼結成形型は、非常に高い精度で製造することができる。
− 本発明による焼結成形型は、その特性を維持したまま５００，０００回繰り返し使用することができる。
− パルプ成形型には、上記焼結粒子を有する、１つまたは複数の非透過性の表面領域を設けることができ、非透過性の表面領域は、成形面よりも実質的に低い透過性を有する。
− 焼結成形型が精度要件から外れていた場合、焼結成形型を、当該焼結成形型が製作された第２の成形型に押圧することによって、その特徴的な特性を失うことなく形成しなおすことができる。
− パルプ成形体の片面又は両面に表面構造を施すことができる。例えば、食器の底に意匠模様を成形型によって成形することが可能である。これは、片側若しくは両側の成形面に、意匠模様の形状をした薄い焼結層を追加することによって可能である。
− 本発明のパルプ成形型を使用することにより、出来上がったパルプ成形体に高い内部強度を持たせることが可能である。
− 成形面の構造がきめ細かく、正確であることから、両側の表面が滑らかになることに加え、高圧に耐え得る能力と熱伝導性が組み合わさることによって、成形面を高温で押圧し、水分を蒸発させることによってクッションの役割をさせ、成形面に小さな誤差があったとしても、それを滑らかにすることが可能である。
− 成形型の孔隙率が均一であるため、吸引も均一に分散させて行うことができる。
− 蒸気の膨張効果と、均一な吸引によるクッション効果によって、成形面の間の圧力が均一に分散される。

本発明を、添付の図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明の好ましい態様による、パルプ成形型の雄部１００と、それに嵌合する雌部２００の断面図を示した図である。雌部２００と雄部１００の両方は、同じ原理に従って製造される。パルプ成形型１００、２００の間に、成形用空隙３００が形成され、作動させると、この部位にパルプ成形体が成形される。基礎構造１１０、２１０は、パルプ成形型１００、２００の本体部を構成する。支持層１２０、２２０は、基礎構造１１０、２１０の上に形成される。成形面１３０、２３０は、支持層１２０、２２０の上に形成される。成形面１３０、２３０は成形用空隙３００を取り囲む。加熱源４１０（図１０参照）、及び低圧と少なくとも１つのアクチュエータ（図示せず）を使用して、雌型２００と雄型１００を相互に押圧する吸引源４２０が、基礎構造１１０、２１０の底１４０、２４０に設けられる。パルプ成形型１００、２００は、熱が成形面１３０、２３０に伝達されるよう、高い熱伝導特性を有することに利点がある。さらに、歪んだり壊れたりすることなく高圧（底１４０、２４０から加えられる圧力と、成形型内で形成される蒸気による圧力）に耐え、それと同時に液体及び蒸気に対する排出特性を有した、安定した構造を、基礎構造１１０、２１０に持たせることに利点がある。より具体的には、排出特性によって、パルプ成形型１００、２００が作動している間、成形用空隙３００内の湿ったパルプ混合物から、水分及び蒸気の排出が促されることが望ましい。従って、パルプ成形型の全孔隙率は、８％以上、好ましくは１２％以上、より好ましくは１５％以上であることに利点があり、それと同時に、作動時の圧力に耐え得るようにするためには、全孔隙率は４０％未満、好ましくは３５％未満、さらに好ましくは３０％未満とすることに利点がある。なお、全孔隙率とは、孔隙部分の容積を、多孔性の構造と同じ材質で全孔隙を埋めた場合の体積で割った値として定義される。排出特性は、複数の流体流通路１５０、２５０によって増加する。なお、複数の流体流通路１５０、２５０は、先端が円錐形をしており、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の交点に向かって鋭く尖っていることが好ましい。例えば、本態様による複数の流体流通路１５０、２５０は、釘のような形状を有しており、その先端は、成形用空隙３００の方向に伸びている。

図１からも明らかな通り、成形型１００、２００には、支持層１３０、２３０を形成するきめ細かい粒子が全体的に施されている。しかしながら、その表面の全ての部分が、パルプ成形体の成形に使用されるわけではなく、パルプ成形体の成形に使用されない周辺面１６０、２６０が存在する。その結果、これらの面１６０、２６０は、成形面１３０、２３０よりも実質的に小さい透過性を有することが好ましい。この好ましい態様では、例えば、作動条件下（高温、振動、圧力等）で使用しても、その非透過性を維持するのに十分な強度と耐性を持った、あらゆる種類の塗料等、適切な特性を有した薄い非透過層１６１を形成することによって実現する。他の選択肢としては、例えば、これらの表面１６０、２６０に高圧を加えることによって孔隙を塞ぎ、圧縮面から構成される層１６０、２６０を形成する等、工作機械による加工技術によっても、非透過層１６１、２６１を実現することが出来る。勿論、結果として非透過面１６０、２６０が形成されるのであれば、これらの表面１６０及び２６０の非透過性を実現するのにその他の方法を使用することも可能である。

図２及び図２ａは、成形型を形成する２つの型片１００、２００の、加熱圧縮成形動作時の位置を示した図である。図からも明らかな通り、成形面１３０及び２３０の間には、約０．８ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍの成形用空隙３００が存在する。パルプ成形体の成形に使用されない表面１６０、２６０Ａの上には、薄い非透過層１６１、２６１が設けられる。図２Ａからも明らかな通り、上側の流体流通路１５０は、成形面１３０が成形用空隙３００と接するところで終端しており、他方、下側の流体流通路２５０は、成形面２３０と支持層２２０の間で終端している。流体流通路１５０、２５０の、鋭角をなす先端は、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の境界から、成形面１３０、２３０と成形用空隙３００が接する境界までの区間内の、どこで終端させても構わない。

これに関連して言及しておくが、傾斜２６０Ａの上端に、突出した繊維の塊が付着してしまう可能性がある。これは、例えば、適切に形成した水噴射を用いて、水流を当てることよって、突出した塊を真空状態の成形面２３０内に折り曲げ、残りの繊維質に付着させることによって、簡単に処理することができる。

図２’および図２ａ’は、本発明の第２の態様による成形型を構成する、２つの型片１００、２００の、加熱圧縮成形動作時の位置を示した図である。図からも明らかな通り、成形面１３０及び２３０の間には、約１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍの成形用空隙３００が存在する。図２’からも明らかな通り、成形型を形成する２つの型片１００、２００の対向面１６１、２６１は、隙間３００’を形成し、これは成形用空隙３００よりも実質的に狭くなっている。また、対向面１６１、２６１は、角度αとして示されている通り、雄型１００を雌型２００に嵌合しやすくするためにいくらか左に傾いている。また、雄型の底面１４０は、雌型の上部２６０Ａよりも上位に位置しており、雄型１００支持及び加熱板４１０（図１０参照）と、雌型２００の間に隙間が形成される。これは、加えられた圧力が、成形面１３０、２３０を介して、直接、パルプ成形体に伝えられるという、進歩性を有する配置によって可能となる。言い換えると、通常、押圧動作時に、型片１００、２００の位置を定める外部的な手段を、（場合によっては有用なこともあるが）隣接して設ける必要がない。図２’に示す態様による設計では、雄型１００の成形面１３０、１６０からはみ出して形成される繊維の塊を切り落とすために、水平面２６０Ａと垂直面２６１の間に、比較的鋭い縁をもたせている。図２’及び図２ａ’からも明らかな通り、複数の流体流通路１５０、２５０は、成形面１３０、２３０と成形用空隙３００の交点で終端している。本発明の実際の態様によっては、流体流通路１５０、２５０の尖った先端は、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の境界から、成形面１３０、２３０と成形用空隙３３０の間の境界までの区間内の、どこで終端させても構わない。

図３は、流体流通路１５０、２５０を示す図である。直径φ_１は、パルプ成形型１００、２００の底１４０、２４０の位置での、複数の流体流通路１５０、２５０の直径を示す。複数の流体流通路１５０、２５０の主たる部分１５１、２５１は、直径φ_１から直径φ_２に向かってわずかに傾斜している。直径φ_１と直径φ_２の関係は、少なくともφ_１≧φ_２であり、好ましくはもφ_１＞φ_２である。直径φ_２は、好ましくは２ｍｍ超、さらに好ましくは３ｍｍとし、すなわち、毛細管引力が生じない程度に大きいものとする。各流体流通路１５０、２５０の主部ｔ_１の形状は、パルプ成形型１００、２００の厚さによって異なり、従って、パルプ成形体をどのような形状にしたいかによって異なる。各流体流通路１５０、２５０の上部ｔ_２は、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の境界において、好ましくは直径φ_３に向かって鋭角を成して細くなる直径φ_２を有する。直径φ_３は、好ましくは実質的に０であり、少なくとも５００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは２５μｍ未満、最も好ましくは１５μｍ未満とする。直径φ_２と直径φ_３の関係は、好ましくはφ_２＞φ_３、最も好ましくはφ_２≫φ_３とする。図１及び図２の態様では、φ_２は３ｍｍに設定され、φ_３は１０μｍに設定され、上部ｔ_２の長さは１０ｍｍに設定されている。なお、流体流通路の先端が成形面１３０、２３０と形成用空隙３００の間の境界に位置し、４０°超の角度の傾斜を有する成形面１３０、２３０と交わるような場合、成形用空隙３００に対する開口部が尖った形状になるよう、流体流通路１５０、２５０には円錐形の先端を設けない、すなわち、φ_２＝φ_３と設定するほうが好ましいこともある。また、成形面１３０、２３０の傾斜が急な場合に、成形用空隙３００への開口部を尖った形状にするための別の方法として、上部ｔ_２を長くする方法もある。また、先端が成形面１３０、２３０と成形用空隙３００の間の境界に位置するよう流体流通路を配置する場合、成形用空隙３００内に封じ込められている繊維が、パルプ成形型１００、２００内に入ってしまわないよう、並びに成形用間隙３００内で成形され、完成したパルプ成形体の表面構造が滑らかになるよう、複数の流体流通路１５０、２５０の、成形面１３０、２３０における開口部φ_３の大きさを極めて小さくすることが好ましい。複数の流体流通路１５０、２５０の先端を尖らせている理由の一つは、圧力と真空を解放したときに、細い先端を有する流体流通路の流動抵抗によって、液体がパルプ成形体内に戻るのを防ぐためである。セルロースの繊維は、通常、長さが平均１ｍｍ〜３ｍｍ、直径が平均１６〜４５μｍである。流体流通路１５０、２５０の直径は、流体流通路１５０、２５０の開口部φ_３から直径φ_２に向かって徐々に大きくなり、さらに流体流通路１５０、２５０の直径φ_１に向かってさらに大きくなるのが好ましい。なお、図１及び図２の態様による複数の流体流通路１５０、２５０は、１００００本／ｍ^２という分布で分布させた。通常、分布は、１００〜５０００００本／ｍ^２の範囲とし、より好ましくは２５００〜４００００本／ｍ^２の範囲とする。

図４及び図５は、それぞれ図１及び図２の、成形面１３０、２３０、支持層１２０、２２０及び基礎構造１１０、２１０の上部を示す、拡大断面図である。図から明らかな通り、各流体流通路１５０、２５０は、基礎構造１１０、２１０を貫通し、その尖った先端は、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間との交点に位置している。なお、流体流通路１５０、２５０の尖った先端は、本発明の実際の態様によっては、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の境界から、成形面１３０、２３０と成形用空隙３００の間の境界の間の区間内のどこに位置しても構わない。

図６及び図７は、それぞれ図４及び図５の、成形面１３０、２３０、支持層１２０、２２０及び基礎構造１１０、２１０の上部を示す、拡大断面図である。図から明らかな通り、成形面１３０、２３０は、平均直径が１３１ｄ、２３１ｄの焼結粒子１３１、２３１から成る薄い１つの層として構成される。成形面の厚さは、符号１３３、２３３で示される。図示されている態様では、成形面１３０、２３０は、粒子の層、1層から構成されるため、成形面１３０、２３０の厚さ１３３、２３３は、平均直径１３１ｄ、２３１ｄと等しい。好ましくは、成形面１３０、２３０には、平均直径１３１ｄ、２３１ｄが０．０１ｍｍ〜０．１８ｍｍの焼結金属粉１３１、２３１を使用する。（図に示した態様では、カッロ・エービー社のＣａｌｌｏ２５という種類の焼結金属粉を使用して、成形面１３０、２３０を形成している。この金属粉は、スウェーデン国、ネシェー ５７１ ３９、ポッペルゴータン１５、カッロ・エービーより入手可能である。）Ｃａｌｌｏ２５は、球体をした金属粉であり、その粒子の大きさは０．０９ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲で、理論孔隙サイズは約２５μｍ、フィルタ閾値は約１５μｍである。なお、粉末冶金分野の業者には明らかな通り、粒子の大きさとして示される範囲には、この範囲外、すなわち、大きな粒子に比べて、それぞれ最大５〜１０％小さい粒子大きさの粒子が少量含まれている。しかしながら、これは、フィルタリング処理に対してわずかにしか影響しない。Ｃａｌｌｏ２５の化学成分は、８９％がＣｕ、１１％がＳｎである。例えば、Ｃａｌｌｏ２５を使用して、５．５ｇ／ｃｍ^３の密度と４０ｖｏｌ−％の孔隙率に焼結した焼結構造は、以下に近似した特性を有するはずである。抗張力３〜４ｋｐ／ｍｍ^２、伸び特性４％、熱膨張係数１８・１０^−６、２９３Ｋにおける比熱３３５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、中性大気での最高稼動温度４００℃である。従って、図示されている態様では、成形面１３０、２３０の厚さ１３３、２３３は、０．０９ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲となる。一般的に、成形面１３０、２３０は、焼結粒子１３１、２３１を少なくとも１層設けることにより形成されるが、この層は１つに限定するのが最も好ましい。図からも明らかな通り、支持層１２０、２２０は、直径の平均が１２１ｄ、２２１ｄの焼結粒子１２１、２２1により形成される。

支持層の厚さは符号１２３、２２３で示す。図示されている態様では、支持層１２０、２２０は、粒子の層、１層から構成されるため、支持層１２０、２２０の厚さ１２３、２２３は、平均直径１２１ｄ、２２１ｄと等しい。（図に示した態様では、カッロ・エービー社のＣａｌｌｏ５０という種類の焼結金属粉を使用して、支持層１２０、２２０を形成している。この金属粉は、スウェーデン国、ネシェー ５７１ ３９、ポッペルゴータン１５、カッロ・エービーより入手可能である。）Ｃａｌｌｏ５０は、球体をした金属粉であり、その粒子の大きさは０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲で、理論孔隙サイズは約５０μｍ、フィルタ閾値は約２５μｍである。Ｃａｌｌｏ５０の化学成分は、８９％がＣｕ、１１％がＳｎである。例えば、Ｃａｌｌｏ５０を使用して、５．５ｇ／ｃｍ^３の密度と４０ｖｏｌ−％の孔隙率に焼結した焼結構造は、以下に近似した特性を有するはずである。抗張力３〜４ｋｐ／ｍｍ^２、伸び特性４％、熱膨張係数１８・１０^−６、２９３Ｋにおける比熱３３５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、中性大気での最高稼動温度４００℃である。従って、図示されている態様では、支持層１２０、２２０の厚さ１２３、２２３は、０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲となる。なお、特に、基礎構造の１１０、２１０の焼結粒子１１１、２２１のサイズと、成形面１３０、２３０の焼結粒子１３１、２３１のサイズの差が十分に小さく、すなわち、成形面１３０、２３０が孔隙１１４、２１４、１２４、２２４に落ち窪まないようにする保護策として、成形型の強度を高める支持層の役割が果たせる場合、支持層１２０、２２０は省略することができる。基礎構造１１０、２１０の焼結粒子１１１、２２１のサイズと、成形面１３０、２３０の焼結粒子１３１、２３１のサイズに、極めて大きな差がある場合、強度を高め、層の間にできる孔隙によって構造が崩壊するのを防ぐために、焼結粒子１２１、２２１が徐々に大きくなるように、支持層１２０、２２０を数層にわたって設けることもできる。

図示されている態様による基礎構造１１０、２１０は、上記カッロ・エービー社製の組成物Ｃａｌｌｏ２００から成る焼結金属粉１１１、２１１を含む。Ｃａｌｌｏ２００は球体をした金属粉であり、その粒子の大きさは０．７１ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲で、理論孔隙サイズは約２００μｍ、フィルタ閾値は約１００μｍである。Ｃａｌｌｏ２００の化学成分は、８９％がＣｕ、１１％がＳｎである。例えば、Ｃａｌｌｏ２００を使用し、５．５ｇ／ｃｍ^３の密度と４０ｖｏｌ−％の孔隙率に焼結した焼結構造は、以下に近似した特性を有するはずである。抗張力３〜４ｋｐ／ｍｍ^２、伸び特性４％、熱膨張係数１８・１０^−６、２９３Ｋにおける比熱３３５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、中性大気での最高稼動温度４００℃である。従って、第１の態様による基礎構造１１０、２１０の孔隙１１２、２１２は、２００μｍという理論孔隙サイズ１１２ｄ、２１２ｄを有し、この多孔構造を介して水分や蒸気の排出を可能にする。

図８は、成形用空隙３００の側から見た、成形面１３０、２３０の一部を示した図である。成形面１３０、２３０は、直径１３１ｄ、２３１ｄを有する焼結粒子１３１、２３１から構成される。成形面１３０、２３０の孔隙１３２、２３２は、理論孔隙サイズ１３２ｄ、２３２ｄを有する。上記の態様においては、理論孔隙サイズ１３２ｄ、２３２ｄは約２５μｍである。孔隙１３２、２３２は、好ましくはセルロース繊維がパルプ成形型１００、２００内に入ってしまわないよう十分に小さく、それと同時に孔隙１３２、２３２を介して水分や水蒸気が排出されるような大きさとする。なお、セルロースの繊維は、通常、長さが平均１ｍｍ〜３ｍｍ、直径が平均１６〜４５μｍである。

図９は、本発明によるパルプ成形型１００、２００を示した３次元図である。この図では、雄型１００における複数の流体流通路１５０の、底に対する開口部φ_１が示されている。基礎構造１１０、２１０の底１４０、２４０には、加熱源、低圧を使用した吸引源、及び雌型２００と雄型１００を相互に押圧する少なくとも１つのアクチュエータが取り付けられる。例えば、平坦な底１４０、２４０に熱を伝達するために、加熱した金属板を使用することが可能である。

図１０は、好ましい態様による、加熱及び真空吸引器具４００を示した分解図である。複数の雄型のパルプ成形型１００が、支持及び加熱板４１０の上に配置される。勿論、雌型のパルプ成形型２００の取り付けにも、同じ加熱及び真空吸引器具を使用することができる。支持及び加熱板４１０は、熱誘導によって加熱される。支持及び加熱板４１０は、複数の区画４１１に区分けされ、好ましい態様では、パルプ成形型１００、２００を最大８つまで並べて配置することができる。なお、本発明は、この数によって一切制限されるものではなく、どちらかというと、本発明の適用範囲外である、製造時の外形寸法によって制限されるものである。すなわち、支持及び加熱板４１０の表面積を広くまたは狭くできるか、並びに／若しくは同様にパルプ成形型１００の底面積を広くまたは狭くできるどうかによって制限される。支持及び加熱板４１０は、複数の吸引口４１２を備え、吸引口４１２は真空槽４２０に繋がっている。雄型の各パルプ成形型１００の底側１４０は、実質的に平坦であり、後述する通り、これは機械加工によって達成できる。ただし、多孔性の焼結面に機械加工を加えることによって、孔隙の開口部が目詰まりしてしまうが、流体流通路１５０が存在するため、パルプ成形型１００の底１４０の孔隙が目詰まりしたとしても、排水用の開口部によって十分な排出量を有する面積が提供されるため、このような加工を行ったとしても、一切弊害は生じない。反対に、これが、本発明の利点になることを説明する。支持及び加熱板４１０には複数の吸引口４１２が設けられ、複数の吸引口４１２は、好ましくは、パルプ成形型１００の底部に位置する複数の流体流通路１５０の開口部φ_１と対になるよう配置される。底部における流体流通路１５０の間の領域は、支持及び加熱板４１０の平坦な面と接合されるため、本態様による底面１４０に位置する孔隙の開口部１１２を通じて吸引力が働くことはない。底面１４０に位置する開口部１１２を目詰まりさせることによって、この領域が支持及び加熱板４１０と密着し、従って、機械加工されて目詰まりした底面１４０により良く熱が伝達され、その結果、パルプ成形型１００により良く熱が伝達されることから、底面１４０に位置する開口部１１２の目詰まりは利点となる。当然のことながら、加熱及び真空器具４００に接続された雌型の成形型２００においても、上記と同様の原理が適用される。真空槽４２０は、支持及び加熱板４１０の底部に配置される。支持及び加熱板４１０が真空槽４２０内の陰圧に負けて歪曲して変形してしまわないよう、支持及び加熱板４１０には、複数の間隔維持部材４２１が取り付けられる。真空槽４２０の底部には、隔離板４３０が取り付けられる。隔離板４３０の役割は、支持及び加熱板４１０の熱が、さらに処理装置に伝わるのを防止することである。隔離板は、熱伝導率の低い素材から作成することが望ましい。冷却部４４０は、第１の冷却板４４１と第２の冷却板４４２から構成される。第１の冷却板４４１の底側と第２の冷却板４４２の前面には、水路口４４３ａ、４４３ｂを備えた、機械加工によって形成された冷却水路４４３が設けられる。この水路口４４３ａ、４４３ｂを通じて、冷却水路４４３に、又は冷却水路４４３から、液体を流すことができる。冷却水路４４３は、第１の水路口４４３ａから、第２の水路口４４３ｂまで、蛇行した形状を有している。冷却部４４０の底には、複数の取付具４５０が配置されている。これらの複数の取付具４５０は、加熱及び真空器具４００を押圧器具（図示せず）に取り付けるために使用する。

好ましい態様によると、パルプ成形型は、以下のように製造される。焼結処理には、それ自体公知の方法により、例えば、合成黒鉛又はステンレス鋼を材料とした基本成形型（図示せず）を使用する。黒鉛は、温度が激しく変化する環境でも熱膨張が極めて少なく、形状が非常に安定しているため、場合によっては黒鉛を使用することには、特定の利点がある。他方、ステンレス鋼の熱膨張は、焼結体の熱拡張（例えば、主として青銅を成分としている場合）に類似しており、（焼結後の）冷却処理によって焼結体と基本成形型が、実質的に等しく収縮するため、成形型の形状によっては、ステンレス鋼のほうが好ましい場合もある。基本成形型には、（製造する）パルプ成形型の成形面１３０、２３０に加え、非形成面１６０、２６０に対応した成形型の表面が形成される。この成形型の表面は、例えば、従来の機械加工技術を使用するなど、当業界で知られている様々な手法によって形成することができる。また、パルプ成形型の表面は非常に滑らかであることが望ましいため、成形型の表面の仕上がりは高品質であることが好ましい。しかしながら、本発明による利点は、パルプ成形型の構造に、ある程度許容誤差を持たせたとしても、高品質のパルプ形成製品を製造できる点にあるため、必ずしも、極めて高い精度、すなわち厳密な寸法を有している必要はない。上述の通り、（本発明によるパルプ成形製品を製造する際の）第１の加熱処理を施すことによって、２つの型片１００、２００の間の空隙３００に封じ込められた繊維素材に反発する力が生じ、それによって厚さが必ずしも均一でない繊維質内の水分を均一に排出するため、その結果、繊維質全体における水分量が実質的に均一になる。従って、費用対効果の高い機械加工を使用した、許容誤差のある基本成形型の製造が可能になる。

パルプ成形型１００、２００を実際に製造する際、基本成形型の形成された表面全体に、極めて微細な粒子を均等に設けた層を配置する。これが、パルプ成形型の表面１３０、２３０；１６０、２６０を成形する。これには、表面層１３０、２３０；１６０、２６０の粒子１３１、２３１に粘着する、薄い層を基本成形型に設ける。これを行うには様々な方法があり、一例として、粘着性の薄い層を（例えば、蝋、糊等）、例えばスプレーで噴きかける、若しくは布で塗布して、基本成形型の上に付着させる方法がある。この粘着性の層を設けた後、次に、成形型の中に、（パルプ成形型の表面層を形成する）微粒子１３１、２３１を多めに注ぎ込む。基本成形型を動かすことによって、基本成形型内の表面における各部分に、粒子１３１、２３１の余剰分が行き渡り、基本成形型の表面の各部分に微細な粒子１３１、２３１の薄い層が均等に形成される。この工程を繰り返して、例えば、支持層１２０、２２０等、層を重ねて形成することができる。次の段階では、例えば釘などの、先端が尖っており、好ましくはわずかに円錐形をしている、長い部材を、最後に形成した層の上に配置する。これらの部材は、パルプ繊維から液体を効率よく排水すると同時に、液体が逆流しないようにするための流動抵抗を提供する、本体により大きな流体流通路１５０、２５０を形成する。その後、パルプ成形型の本体１１０、２１０を形成する粒子１１１、２１１が、表面層１３０、２３０の上に注ぎ込まれる。通常、これらの粒子のサイズは、表面層における粒子よりも大きい。なお、焼結炉に入れる前に、この時点では上を向いている、パルプ成形型の底の表面１４０、２４０を平坦にしておくことが好ましい。焼結炉では、従来の技術に従って焼結加工が行われる。冷却後、焼結体１００、２００を基本成形型から取り出し、焼結体から先の尖った部材を取り出すが、この部材は、先端が円錐形をしていると、特に取り出しやすい。（なお、場合によっては、この「釘」を効率よく挿入及び取り外しできるよう、「釘」を、板に取り付けておくことが望ましい。）最後に、完全に平坦な支持面を形成するために、パルプ成形型の背面１４０、２４０を、機械加工することが好ましい。この面が完全に平坦にしておいた場合、第１に、型片１００、２００の支持板４１０に対する位置決めを正確に行える、第２に、圧力を加えた際に、圧力が型１００、２００全体に均等に伝達される、最後に、例えば、支持板４１０等からの熱を伝達するための優れた接触面となる、とういう利点がある。しかしながら、必ずしも、完全に平坦な表面が常に必要とされるわけではなく、多くの場合には、焼結処理が終わった直後の実質的に平面を成す表面で十分であることは理解される。

さらに、表面１３０、２３０；１６０、２６０の部分には、パルプ成形体の成形に使用されないところがあり、パルプ成形体の成形に使用されない周辺面１６０、２６０が存在する。その結果、これらの表面１６０、２６０の透過性は、成形面１３０、２３０よりも実質的に低く抑える。既に述べた通り、これは、例えば、作動条件下で使用してもその非透過性を維持するために十分な強度耐性を有するあらゆる種類の塗料など、適切な特性を有する非透過層１６１、２６１を付与することによって達成可能である。

パルプ成形型１００、２００は、成形面１３０、２３０が互いに向き合うように、成形型１００、２００を押圧することによって作動させる。成形面１３０、２３０の間に形成される成形用空隙３００において、湿った繊維状の内容物を、好ましくは吸引によって成形面１３０、２３０のどちらかの表面に配置する。成形面の温度が好ましくは２００℃超、最も好ましくは約２２０℃に達するように、押圧動作中にパルプ形成型１００、２００を加熱することができる。高圧かつ高温下の押圧衝撃によってパルプ成形型を素早く押圧することにより、繊維状の内容物に含まれている水分の大半が蒸発し、その蒸気が膨張し、狭い領域から逃げようとする力が働く。蒸気は、成形面１３０、２３０、支持構造１２０、２２０、基礎構造１１０、２１０の孔隙、及び複数の流体流通路１３０、２３０を介して、パルプ成形型１００、２００から排出される。

真空吸引手段によって、繊維状内容物から排出される水分及び水蒸気の、排出速度と排出量をさらに高めることができる。パルプ成形体１００、２００は、再度、互いから取り外された時には、繊維状の内容物から形成されたパルプ成形体が、好ましくは吸引手段によって、成形面１３０、２３０のいずれかの上に保持される。また、この時点で、パルプ成形体が、確実に、成形型の望ましい方の型片に付着した状態で取り外されるようにするために、反対側の表面２３０、１３０を介して微風を当てることも可能である。パルプ成形型１００、２００を分離する際、成形用空隙３００に陰圧が発生する場合があるが、この陰圧は、押圧圧力よりもかなり小さい。複数の流体流通路１５０、２５０の先端が円錐状で、開口部φ_３が極微細であること、成形面１３０、２３０における孔隙サイズ１３２ｄ、２３２ｄと、支持層１２０、２２０における孔隙サイズ１２２ｄ、２２２ｄと、基礎構造１１０、２１０の孔隙サイズ１１２ｄ、２１２ｄに違いをもたせていることによって、流動抵抗が働くとともに、形成用空隙３００の逆流を抑止するため、繊維状の内容物の逆流を防止する.

本発明は、上述によって制限されるものではなく、添付の請求項の範囲内で変更が可能である。

勿論、雌型２００と、雄型１００は、互いに異なる形状を持たせることが可能である。成形面１３０、２３０の焼結粒子１３１、２３１の大きさ、よって１３１ｄ、２３１ｄの値も異なってよい。同様に、支持層１２０、２２０の焼結粒子１２１、２２１の大きさ、よって１２１ｄ、２２１ｄの値が異なってもよい。さらに同様に、基礎構造１１０、２１０の焼結粒子１１１、２１１の大きさ、よって１１１ｄ、２１１ｄの値が異なってもよい。また、成形層１３０、２３０の厚さ１３３、２３３は、好ましくは０．０１ｍｍ〜１ｍｍであるが、厚さ１３３と厚さ２３３は互いに異なる場合もあることは、当業者にとって明らかである。支持層１２３、２２３の厚さも、互いに異なっている場合がある。さらに、態様によっては、複数の流体流通路１５０、２５０を、成形型１００、２００のどちらか一方にのみ設ける、又は成形型１００、２００のいずれにも設けない場合があることも理解されなければならない。さらに、複数の流体流通路１５０、２５０の空間的配置及びサイズの変数φ_１、φ_２、φ_３、ｔ１、ｔ２、及び複数の流体流通路１５０、２５０の他の形状特性が、成形型１００、２００間で異なる場合もある。複数の流体流通路１５０、２５０の分布密度が、雌型２００と雄型１００の間で異なる場合もあることは明らかである。さらに、成形型１００、２００夫々の中でも、複数の流体流通路１５０、２５０の大きさや形状が異なる場合があることは、当業者には理解されるところである。さらに、材質、形状及び大きさが異なる粒子で成形面１３０、２３０を構成し、それぞれ特定の種類の粒子から構成される別々の区分として、夫々区分けすることも可能である。同様に、材質、形状及び大きさが異なる粒子で支持層１２０、２２０を形成し、例えば、各実質層が特定の種類の粒子で構成されるなど、異なった実質層を設けることも可能である。例えば、支持層１２０、２２０を複数の層で構成し、最も小さい粒子が成形面１２０、２２０に接し、最も大きい粒子が基礎構造１１０、２１０に接するよう、各層の焼結粒子１２１、２２１の大きさを徐々に大きくすることも可能である。同様に、材質、形状及び大きさが異なる粒子で基礎構造１１０、２１０を形成し、例えば、各実質層が特定の種類の粒子で構成されるなど、異なった実質層を設けることも可能である。基礎構造１１０、２１０、支持層１２０、２２０、成形面１３０、２３０の焼結粒子の形状は、例えば、球状、不規則、短い繊維状、又はその他の形状とすることができる。焼結粒子の材質には、例えば、青銅、ニッケルを基にした合金、チタニウム、銅を基にした合金、ステンレス鋼などを使用することができる。さらに、成形型１００、２００の形状は、繊維質の成形体をどのような形状にしたいかによって決定されるものであり、本態様における形状は、一例を用いたものであることが理解されなければならない。パルプ成形型１００、２００は、焼結手法を用いて製造されるため、非常に複雑な形状を持たせることができる。例えば、焼結加工には、黒鉛の素形材又はステンレス鋼の素形材を使用することができ、黒鉛の素形材又はステンレス鋼の素形材は、複雑な形を有し、高精度のものを工場で簡単に製造することができる。これによって、繊維質の成形体の形状の様々な選択肢を、簡単、かつ高い費用対効果で試すことができる。また、本発明によるパルプ成形型１００、２００の製造費用が比較的安価であることから、繊維質の成形体を、少ない数量で製造することが商業上可能となる。さらに、作動中に加熱するのは、パルプ成形型１００、２００の両方、またはパルプ成形型１００、２００の片方とする、又はパルプ成形型１００、２００のいずれも加熱しないことが可能であることが理解されなければならない。また、パルプ成形型１００、２００の加熱は様々な方法で行うことができ、例えば、加熱した金属板４１０をパルプ成形型１００、２００の底に取り付ける、パルプ成形型１００、２００に熱風を吹きつける、基礎構造１１０、２１０の内部に加熱部を追加する、ガス炎でパルプ成形型１００、２００を加熱する、誘導加熱を付与する、マイクロ波を使用する等が可能である。さらに、真空源を設けるのは、パルプ成形型１００、２００の底１４０、２４０の両方、またはパルプ成形型１００、２００の底１４０、２４０のいずれか一方とすることが可能であり、若しくはパルプ成形型１００、２００のいずれにも真空源を設けないことも可能である。さらに、パルプ成形型１００、２００を相互に押圧する源を設けるのは、成形型１００、２００の両方とする、若しくは成形型１００、２００の片方を固定しておき、成形型１００、２００の片方にのみ設けることも可能である。さらに、押圧過程を実施することなく、通常、吸引を用いた後、通常、乾燥炉で乾燥させるという従来の方法で、湿った繊維質の成形体を形成するための独立した成形道具として、成形型１００、２００の片方のみを使用することも可能である。さらに、焼結パルプ成形型１００、２００の製作に使用する技術によっては、孔隙１１４、２１４、１２４、２２４を適切な大きさの粒子で埋めることも可能であることは、当業者には理解されるところである。さらに、場合によっては、最外部層が本発明の成形面１３０、２３０のような微細な粒子を備える必要がないこともある。また、本発明のパルプ成形型は、成形層がなくても、支持層１２０、２２０を基礎構造１１０、２１０の上に設けただけで、又は最外部層として基礎構造１１０、２１０のみを設けただけでも、使用可能であることが理解されなければならない。例えば、パルプ成形処理における成形過程では、後続する押圧過程に比べ、パルプ成形型１００、２００の最外部層の粒子の大きさは大きくてもかまわない。本発明の実際の態様によっては、流体流通路１５０、２５０の尖った先端の開口部φ_３は、基礎構造１１０、２１０と支持層１２０、２２０の間の境界から、成形面１３０、２３０と成形用空隙３００の間の境界までの範囲内の、どこに配置してもかまわない。さらに、複数の流体流通路１５０、２５０の開口部φ_１と対になるよう吸引口４１２が配置された、支持及び加熱板４１０をパルプ成形型１００、２００の下部に使用する場合、開口部と吸引口ができる限り緊密に一致し、各吸引口４１２が、必ず下部の開口部φ_１と対になることが好ましい。しかしながら、本発明は、この完全な一致性によって制限されるものではなく、どちらかというと、吸引口４１２は、対置する下部の開口部φ_１と直径が異なっていたり、吸引口４１２の数が、対置する下部の開口部φ_１よりも、多かったり、少なかったりする場合もある。パルプ成形型１００、２００は、金属粒子によって形成されることが好ましいため、並びにパルプ成形型がレリーフ型をしていないため、すなわち、パルプ成形型１００、２００の厚さはパルプ成形体の輪郭に沿って一定ではなく、平坦な底１４０を備えていることが好ましく、パルプ成形型１００、２００の厚さは、パルプ成形体の形状によって異なる結果となるため、パルプ成形型は、レリーフ型を有する、及び／又は強度の弱い、例えばガラス球のような材質で作られているパルプ１００、２００に比べ、歪んだり壊れたりすることなく高圧に耐えることができる。

本発明のある好ましい態様による、パルプ成形型の雄部と、それに嵌合する雌部を離した位置における断面図である。 成形位置における図１と同じ図である。 図２の部分拡大図であり、図２’は、本発明の第１の好ましい態様によるパルプ成形型の、成形位置における図であり、また図２ａ’は図２’の部分拡大図である。 １本の流体流通路を示した図である。 成形面、３本の水路の先端、及び基礎構造の上部を示した、図１のパルプ形成型の雄部の拡大断面図である。 成形面、２本の水路の先端、及び基礎構造の上部を示した、図２のパルプ形成型の雌部の拡大断面図である。 成形面及び基礎構造の上部を示した、図３に示される態様の拡大断面図である。 成形面及び基礎構造の上部を示した、図４に示される態様の拡大断面図である。 成形用空隙から見た、雌型及び雄型のパルプ成形型の成形面の一部を示す図である。 本発明によるパルプ成形型の３次元図である。 本発明による加熱及び真空吸引器具と組み合わせた、好ましい態様の成形型の分解図である。

Claims (25)

1. 焼結処理された成形面（１３０、２３０）と、透過性の基礎構造（１１０、２１０）を備え、前記成形面（１３０、２３０）は、焼結粒子（１３１、２３１）の少なくとも１つの層から構成され、前記焼結粒子（１３１、２３１）は、０．０１ｍｍ〜０．１９ｍｍの範囲内、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲内の平均直径（１３１ｄ、２３１ｄ）を有することを特徴とする、繊維状のパルプから物体を成形するためのパルプ成形型（１００、２００）。
   
2. パルプ成形型（１００、２００）は、１Ｗ／（ｍ℃）〜１０００Ｗ／（ｍ℃）の範囲内、好ましくは１０Ｗ／（ｍ℃）以上、より好ましくは４０Ｗ／（ｍ℃）以上の熱伝導率を有することを特徴とする、請求項１記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
3. 透過性の基礎構造（１１０、２１０）は、焼結粒子（１１１、２１１）から構成され、前記焼結粒子は、成形面の粒子よりも大きく、０．２５ｍｍ以上、好ましくは０．３５ｍｍ以上、より好ましくは０．４５ｍｍ以上の平均直径（１１１ｄ、２１１ｄ）を有し、かつ前記平均直径（１１１ｄ、２１１ｄ）は、１０ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
4. 基礎構造（１１０、２１０）と成形面（１３０、２３０）の間に、焼結粒子（１２１、２２１）から構成される透過性の支持層（１２０、２２０）を設け、前記支持層（１２０、２２０）における前記粒子（１２１、２２１）は、前記基礎構造（１１０、２１０）における前記焼結粒子（１１１、２１１）の平均直径（１１１ｄ、２１１ｄ）よりも小さい平均直径（１２１ｄ、１２２ｄ）を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
5. 支持層（１２０、２２０）における焼結粒子（１２１、２２１）の平均直径（１２１ｄ、２２１ｄ）は、成形面（１３０、２３０）における焼結粒子（１３１、２３１）の平均直径（１３１ｄ、２３１ｄ）よりも大きいことを特徴とする、請求項４に記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
6. パルプ成形型（１００、２００）は、８％以上、好ましくは１２％以上、より好ましくは１５％以上の全有孔率を有し、前記パルプ成形型（１００、２００）は、４０％未満、好ましくは３５％未満、より好ましくは３０％未満の全有孔率を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
7. パルプ成形型（１００、２００）に熱を供給するために、熱源が設けられることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
8. 熱源は、パルプ成形型（１００、２００）の底（１４０、２４０）に設けられることを特徴とする、請求項７記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
9. パルプ成形型（１００、２００）の底（１４０、２４０）に、吸引源が設けられることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
   
10. パルプ成形型（１００、２００）の底（１４０、２４０）に、底板（４１０）が取り付けられ、前記底板（４１０）は吸引口（４１２）を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
11. 底板（４１０）は、加熱板（４１０）を構成することを特徴とする、請求項１１に記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
12. パルプ成形型（１００、２００）の底（１４０、２４０）には、少なくとも１つのアクチュエータが設けられることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
13. 底（１４０、２４０）は、実質的に加えられた圧力を伝達するよう構成され、好ましくは、より大きな空隙がなく、かつ実質的に平坦であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
14. パルプ成形型（１００、２００）は、４００℃以上の温度に耐え得ることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
15. 雄部（１００）と雌部（２００）を備え、各々は押圧及び加熱処理時にパルプ成形体に接触するよう設けられた成形面（１３０、２３０）を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
16. パルプ成形型（１００、２００）は、１つ以上、好ましくは複数の流体流通路（１５０、２５０）を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
17. 流体流通路（１５０、２５０）は、パルプ成形型（１００、２００）の底（１４０、２４０）において第１の直径（φ_１）を有し、基礎構造（１１０、２１０）と支持層（１２０、２２０）の間の接面から、成形面（１３０、２３０）と成形用空隙（３００）の間の接面までの区間において、前記第１の直径（φ_１）よりも実質的に小さい第３の直径（φ_３）を有することを特徴とする、請求項１６記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
18. 第１の直径（φ_１）は、第２の中間の直径（φ_２）よりも大きい又は等しく、前記第２の直径（φ_２）は、第３の直径（φ_３）よりも大きいことを特徴とする、請求項１７記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
19. 第２の中間の直径（φ_２）は、１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上であり、第３の直径（φ_３）は、５００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは２５μｍ未満、最も好ましくは１５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１８記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
20. 複数の流体流通路（１５０、２５０）は、１０本／ｍ２以上、好ましくは２５００〜５０００００本／ｍ２、より好ましくは４００００本／ｍ２未満の密度で分布することを特徴とする、請求項１６〜１９に記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
21. 少なくとも１つのパルプ成形型（１００、２００）が底板（４１０）に設けられ、底板（４１０）は吸引口（４１２）を備え、吸引口（４１２）は、複数の流体流通路（１５０、２５０）と対になるよう配置されることを特徴とする、請求項１６〜２０に記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
22. 少なくとも１つのパルプ成形型は、前記粒子（１３１、２３１）を含む、少なくとも１つの非透過性の表面領域（１６０、２６０）を有し、前記非透過性の表面領域（１６０、２６０）は、成形面（１３０、２３０）よりも実質的に低い透過性を有することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）。
    
23. ３次元パルプ成形体の製造を特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のパルプ成形型（１００、２００）の使用方法。
    
24. 雄型のパルプ成形型（１００）と雌型のパルプ成形型（２００）が接触するように押圧され、すくなくとも１つの成形面（１３０、２３０）が２００℃超の温度に加熱され、繊維と水分の混合物が、前記雄型のパルプ成形型（１００）と前記雌型のパルプ成形型（２００）の間に配置されることを特徴とする、請求項２３記載のパルプ成形型（１００、２００）の使用方法。
    
25. 雄型（１００）と雌型（２００）の押圧時に、液体の一部が気化され、成形型（１００、２００）の全体から蒸発することを特徴とする、請求項２４記載のパルプ成形型（１００、２００）の使用方法。

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