KR101832991B1 - 부분적으로 기계가공된 편평한 바닥면을 포함하는 다공성 소결 펄프 몰드 - Google Patents
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Abstract
외부 표면(13) 및 내부 표면(12)을 갖는 다공성 소결 몸체(11)를 포함하는 펄프 몰드가 제공되는데, 여기서 상기 내부 표면(12)의 제한 영역(14)이 기계가공되어, 상기 내부 표면(12)의 기계가공되지 않은 부분을 둘러싸는 기계가공된 표면(14)을 제공한다.
Description
몰딩된 펄프의 패키징들은 매우 다양한 분야들에서 이용되며 생물 분해성(biodegradable)인 친환경 패키징 해결책을 제공한다. 몰딩된 펌프로부터의 제품들은 종종 소비자 상품들, 예를 들어, 셀룰러 전화들, 컴퓨터 장비, DVD 재생기들은 물론, 패키징 보호가 필요한 다른 전자 소비자 상품들 및 다른 제품들에 대한 보호 패키징들로서 이용된다. 또한, 몰딩된 펄프 객체들은 햄버거 쉘(hamburger shell), 액체 내용물을 위한 컵들, 정찬용 접시 등과 같은 음식 산업에서도 이용될 수 있다. 또한, 몰딩된 펄프 객체들은 경량의 샌드위치 패널들 또는 다른 경량의 로드 베어링 구조들의 구조적인 코어들을 구성하는데 이용될 수 있다. 이 제품들의 형상은 종종 복잡하고 다수의 경우들에서 이들은 시장에서 짧은 기대 시간 존재(short expected time presence)를 갖는다. 또한, 생산 시리즈들은 상대적으로 작은 크기로 이루어지는데, 그 이유는 펄프 몰드의 낮은 생산 비용(또한 빠르고도 비용 효과적이기 때문에)이 몰드를 제조하는 유리한 방식이기 때문이다.
종래의 펄프 몰딩 라인들에서, 예를 들어, US 6210 531을 참조하면, 예를 들어, 진공에 의해 몰딩 다이에 공급되는 슬러리(slurry)를 포함하는 섬유가 존재한다. 섬유들은 몰딩 다이의 몰딩 표면상에 적용되는 와이어 메시(wire mesh)에 의해 포함되고, 물의 일부는 공통적으로 몰드의 바닥에 진공 소스를 부가함으로써 몰딩 다이를 통해 흡수된다. 그 후, 몰딩 다이는 상보적인 암형(female) 부품을 향해 서서히 프레싱되고 프레싱의 종료시에, 몰딩 다이의 진공은 공기의 완만한 블로우(gentle blow)에 의해 대체될 수 있고 동시에 진공이 상보적인 반전된 형상에 적용되고, 그에 의해 몰딩된 펄프 객체가 상보적인 암형 부품에 전달되게 강제한다. 다음 단계에서, 몰딩된 펄프 객체는 건조를 위해 몰딩된 펄프 객체를 오븐에 전달하는 컨베이어 벨트에 전달된다.
위에 기술된 프로세스들에서 이용되는 종래의 펄프 몰드들은 공통적으로 몰딩 표면에 대한 와이어 메시에 의해 덮여지는 메인 몸체를 이용함으로써 구성된다. 와이어 메시는 섬유들이 몰드를 통해 빠져나가는 것을 방지하지만, 물은 통과시킨다. 메인 몸체는 종래에는 물 통과를 위해 몇개의 뚤린 구멍들을 포함하는 알루미늄 블록들과 결합하고 그에 의해 바람직한 형상을 달성함으로써 구성된다. 와이어 메시는 공통적으로 용접(welding)에 의해 메인 몸체에 부가된다. 그러나 용접은 복잡하고 시간 소모적이며 고가이다. 또한, 와이어 메시로부터의 그리드(grid)는 물론, 용접 스팟들은 종종 결과적인 제품의 표면 구조에서 명백하여 최종 제품의 바람직하지 않은 거칠기(roughness)를 제공한다. 또한, 와이어 메시를 적용하는 방법은 형상면에서 소정의 구성들을 형상하는 것을 불가능하게 하는 몰딩 다이에 대한 형상들의 복잡성의 제약들을 설정한다.
WO 2006057610은 제품이 성형 도구 상에서 형성되고 후속적으로 다수의 프레싱 단계들에서 가열 및 진공 석션(suction) 하에서 프레싱되는 다른 종류의 펄프 몰딩 라인들을 기술한다. 제품은 그 후 마이크로파 오븐에서 건조되고 후처리 프로세스들을 위해 준비된다. 이러한 펄프 몰딩 라인들에 적합한 몰드는 WO 2006057609에서 도시되었다. 몰딩 표면은 몰드의 바닥에 배열된 가열 플레이트를 통해 200℃ 이상으로 가열될 수 있다. 가열 플레이트는 가열 플레이트의 대향하는 측면의 진공 박스에 몰드를 연결하는 다수의 뚤린 구멍들을 포함한다. 그러나 가열 플레이트의 뚤린 구멍들은 비용이 많이 들고 또한 재료의 바람직하지 않은 낭비를 야기할 수도 있다. 다른 문제는 가열 플레이트를 통해 몰딩 표면들을 가열시키는데 많은 에너지가 요구된다는 것이다.
WO2006057609/10에 존재하는 도구 설계에 관한 다른 종류의 문제점은 펄프 몰드의 설계 및 또한 이들의 제조가 높은 비용 및/또는 바람직하지 않은 부작용을 내포하는 소정의 단계들/피쳐들이 존재한다는 것이다.
본 발명의 목적은 비교적 생산에 비용 효율적인 고품질 펄프 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시간 효율적인 방식으로 생산될 수 있는 펄프 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 몰딩 표면을 가열하기 위한 에너지의 양이 비교적 적은 펄프 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적은 양의 잔여 재료들로 생산될 수 있는 펄프 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적인 양상들은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
상술된 목적들 및/또는 문제점들 중 적어도 하나는 독립항들에 의해 규정된 바와 같은 펄프 몰드 및/또는 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따라, 훨씬 더 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있고, 또한 그의 의도된 사용 동안에 더 적은 에너지를 요구할 것이고, 개선 방식으로 고품질의 펄프 제품들을 제공할 수 있는 펄프 몰드 및 또한 도구(tool), 부분적으로 신규한 펄프 몰드가 성취된다.
도 1은 본 발명에 따른 몰딩 섬유 제품의 제조 프로세스의 간략도이고,
도 2는 형성 및 프레싱 도구들의 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 형성 도구의 베이스 플레이트의 전방 부분의 사시도이고,
도 4는 상기 베이스 플레이트의 후방으로부터 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 수형(male) 펄프 몰드의 위로부터의 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 하나의 수형 펄프 몰드의 부분 확대 사시도이고,
도 6a는 본 발명에 따른 단일의 베이스 플레이트의 예시적인 일 실시예를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 암형(female) 펄프 몰드의 확대도이고,
도 8은 본 발명에 따른 펄프 몰드 및 베이스 플레이트의 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 가열 장치의 예시적인 실시예를 도시한 도면이고,
도 10은 도 9에 도시된 바와 같은 가열 소자의 단면의 제 1 실시예를 도시한 도면이고,
도 11은 상기 가열 소자의 부가적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 형성 및 프레싱 도구들의 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 형성 도구의 베이스 플레이트의 전방 부분의 사시도이고,
도 4는 상기 베이스 플레이트의 후방으로부터 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 수형(male) 펄프 몰드의 위로부터의 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 하나의 수형 펄프 몰드의 부분 확대 사시도이고,
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도 8은 본 발명에 따른 펄프 몰드 및 베이스 플레이트의 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 가열 장치의 예시적인 실시예를 도시한 도면이고,
도 10은 도 9에 도시된 바와 같은 가열 소자의 단면의 제 1 실시예를 도시한 도면이고,
도 11은 상기 가열 소자의 부가적인 실시예를 도시한 도면이다.
펄프 몰드에 관련하여 상부 또는 하부와 같은 방향성 용어들을 사용할 때, 다음에 오는 본론에서, 펄프 몰드의 몰딩 표면은 상단으로서 보여지고 베이스 플레이트는 바닥으로서 보인다.
도 1은 몰딩 펄프 객체를 형성하기 위한 성형 섹션(1), 몰딩 펄프 객체를 건조하기 위한 건조 섹션(2), 및 적층(lamination), 펄프 객체들의 에지들의 마감, 펄프 객체들의 패킹 등과 같은 후속 처리 단계들을 건조된 몰딩 펄프 객체들에 실시하기 위한 후속 처리 섹션(3)을 도시하는 몰딩 섬유 제품들을 제조하기 위한 제조 프로세스의 간략도이다. 성형 섹션(1)은 복수의 회전 가능한 홀더들(4)을 포함하고, 각각의 홀더는 2 개의 대향하게 위치된 도구 캐리어들(5)을 갖는다. 대안적으로, 홀더(4)는, 예를 들면, 제 1 홀더가 수형 몰드들을 갖고, 제 2 홀더가 암형 몰드들을 갖고, 제 3 홀더가 수형 홀드들을 갖는 경우, 도구 캐리어들(5) 상에 장착된 20개의 암형 펄프 몰드(들) 또는 10 개의 수형 펄프 몰드(들)를 갖는다. 도구 캐리어(5)는 홀더(4)에 관련하여 밀리고 당겨질 수 있고, 이로써 대향하는 몰드들이 동작 동안에 서로 맞물리도록 한다. 도구 캐리어들(5)을 밀고 당기기 위한 수단은, 예를 들면, 신축성 유압식 동작 아암(telescoping hydraulically operated arm)(6)을 포함할 수 있다.
동작 동안에, 제 1 홀더(7)의 펄프 몰드(들)(10)는, 펄프 몰드(들) 상에 섬유 객체(들)를 형성하기 위해 탱크(9) 내에 유지되는 저장부(stock)에 담기게 된다. 후속으로, 섬유 객체(들)는 그가 최종 홀더(8)에 의해 건조 섹션(2)으로 통과될 때까지 홀더들(4)의 대향하는 쌍들의 펄프 몰드들(10, 20) 사이에서 탈수된다. 대향하는 쌍들의 펄프 몰드들(10, 20) 사이의 탈수는, WO 2006057609/10에 더욱 상세히 기재된 바와 같이, 그들의 암형, 수형 몰드들 각각을 갖는 대향하는 도구 캐리어들(5)을 서로에 대해 푸시함으로써 수행되고, WO 2006057609/10은 본원에 참조로서 도입된다. 탈수 동작들은 흡입(suction) 및 가열 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 제 1 홀더(7) 및 최종 홀더(8)는 동작 동안에 전후로 90 도로 회전하고, 반면에 중간 홀더들 각각은 180 도로 회전하여, 섬유 객체(들)가 제 1 홀더(7)의 펄프 몰드(들)로부터 제 2 홀더의 펄프 몰드(들)로 통과되고, 이러한 식으로 최종 홀더(8)까지 통과된다. 대향하는 쌍의 펄프 몰드들(10, 20) 사이의 섬유 객체(들)의 핸드오버(handover)는 전달하는 펄프 몰드(들)(10, 20)를 통한 흡입을 해제함으로써 이루어질 수 있고, 선택적으로 이에 완만한 블로우를 가하고, 반면에, 흡입은 수신 펄프 몰드(들)(20, 10)를 통해 인가된다.
대향하는 펄프 몰드들(10, 20)의 대면하는 표면들은 그의 몰딩 표면들에 관련하여 상보적인 형상들을 갖지만, 몰드들의 다른 특징들은 몰드들의 위치적 순서에 따라 상이할 수 있고, 예를 들면, 제 1 홀더(7)의 몰드(들)는 제 2 홀더(4)의 대향하는 몰드(들)보다 그의 몰딩 표면들이 더 거친 구조를 가질 수 있고, 다음의 홀더들의 후속 몰드들(20, 10)은 점점 더 정밀한 표면 구조들을 가질 수 있다. 추가적인 석션 수단 및/또는 가열(heating) 수단은 또한 홀더들 사이에서 변할 수 있는데, 예를 들어, 제 1 홀더(7)의 펄프 몰드는 가열 수단없이 석션 수단만을 구비할 수 있다.
도 2는 그의 지지 구조체 및 관련 서브 설비(equipment)에 위치된 홀더(4)를 도시하며, 관련 서브 설비는 보다 상세하게 설명하지 않을 것이며, 예를 들어, 그의 축을 중심으로 홀더를 회전시키기 위한 수단, 및 도구 캐리어(5)를 밖으로 향해 푸시하고 그리고 안으로 향해 풀링하는 수단이다. 홀더(4) 상에는 2개의 도구 캐리어들(5)이 존재하여, 본 발명에 따른 일 실시형태의 일부 특징들을 나타낸다. 여기에 도시된 도구 캐리어(5)는 6개의 컬럼들을 구비하며, 각각의 컬럼은 3개의 펄프 몰드들을 홀딩할 수 있으며, 여기서 제 1 컬럼에서 수형 펄프 몰드들(10)로 예시되는 반면, 나머지 칼럼들은 암형 펄프 몰드(20) 또는 수형 펄프 몰드(10)가 상부에 장착될 수 있는 챔버들(51)을 갖는 베이스 플레이트(50)만을 구비하는 것으로 도시된다. 2개의 캐리어(5)는 또한 다음: 베이스 플레이트(50)의 후면 옆의 절연층(58) 및 베이스 플레이트(50)와 관련하여 반대쪽에 있는 캐리어 플레이트(59)를 포함한다. 도구 캐리어(5)의 일 측 단부를 따라, 도구 캐리어(5)의 전체 길이와 함께 실질적으로 연장되는 진공 파이프(52)가 배열된다. 진공 파이프(50)로부터, 도구 플레이트들(50)의 각각의 로(row)에 연결된 다수의 브랜치 파이프들(52')이 배열되어, 아래에 더욱 상세하게 설명되는 진공 챔버들(51)의 각각의 챔버에 진공을 제공한다. 진공 파이프(52)가 도구 캐리어(5)에 고정으로 부착됨에 따라, 도구 캐리어(5)의 원하는 이동을 가능하게 하기 위해서 진공 펌프에 대한 가요성 연결부(connection)(도시없음)가 필요하다.
도 3에서, 도 2에 나타낸 도구 플레이트들(50) 중 하나를 사시도로, 보다 상세하게 도시한다. 도구 플레이트(50)는 강체(50)의 형태이고 몰드들(10, 20), 예를 들어, 3개의 수형 모드들의 부착을 위해 다수의 홀들(54)로 배열된다. 각각의 몰드(10/20)에 대하여, 각각의 몰드(10/20)를 위한 진공 챔버를 형성하는 중앙에 위치된 오목부(51)가 배열된다. 몰드의 부착 영역을 따라 안전하게 부착하고 밀봉(seal)하기 위해서 주위의 지지 표면(55)이 필요하다는 사실을 고려하면 진공 챔버(51)의 확장은 일반적으로 가능한 한 크다. 또한, 각각의 진공 챔버(51)와의 연결에 있어서, 각각의 진공 챔버(51)를 진공 파이프(52)와 연결하는 채널(52')로 통하는 진공 배출구(52'')가 존재한다. 또한, 전기 접속하기 위한 통로들(53) 및 또한 바람직하게는 몰드들(10/20) 중 각각의 몰드에 대한 센서들이 존재한다. 도구 플레이트(50)는 거의 모든 종류의 물질로 생성될 수 있지만, 바람직하게는, 모든 필요성들을 만족시키는 양호한 능력을 가진 몇몇 종류의 경량의 재료, 예를 들어, 알루미늄으로 제조된다.
도 4에는 도구 플레이트(50)의 후면(57)이 도시된다. 여기서는 커넥팅 진공 채널(52')이 플레이트(50) 뒷면에 채널 형태로 명확히 제시된다. 또한, 통로들(53)에 맞추도록 의도된 전기 콘택들(및 가능한 센서/들(48), 도 8 참조)에 대한 (도시되지 않은) 전자 케이블들을 위해 소형 채널들(53')이 제공된다. 도 5에는, 도 3 및 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이 도구 플레이트(50)와의 인터피트(interfit)를 위한 한 세트의 3개의 수형 몰드(male mould)들(10)이 도시된다. 진공이 통과할 수 있도록 다공성인 몰딩 표면(13)을 갖는 각각의 몰드(10)가 배치된다. 또한, 몰딩 표면 영역(13)을 둘러싸는 지지부(16)가 존재하는데, 지지부는 불투과성 영역들(16)을 나타낸다. 도구 플레이트(50)와 몰드(10/20) 사이의 인터피트는 도 8과 관련하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 6과 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄프 수형 몰드(10) 및 암형 몰드(female mould)(20)의 분해도들이 각각 도시된다. 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 명백하듯이, 동일한 발명의 특징들이 수형 몰드와 암형 몰드 모두에 물론 적용 가능하다. 몰드(10/20)는 몰드(10/20)의 소결과 관련하여 가열 코일(40)과 밀봉 배리어(47)가 내장되는 일체형 몸체(integral body)(11)를 형성한다(도 8 참조). 밀봉 배리어(47)에는 관통하도록 의도된 소자(가열 와이어 및/또는 센서 몸체)의 단면으로서 대응하는 크기와 형태의 홀들(47', 47")이 형성된다. 또한, 가열 수단(40) 및 가능하게는 센서를 연결하기 위한 인터페이스 유닛(41)이 존재한다. 도 6a는 단지 하나의 몰드(10/20)만을 지지하도록 의도된 펄프 플레이트(50)의 사시도를 보여준다. 이 도면의 주요한 목적은 사실상 본 발명의 범위 내에 상당히 다양한 변형들이 존재함을 나타내는 것으로, 예를 들어 각각의 베이스 플레이트(50) 상부에 단지 하나의 몰드를 갖는 것이다. 또한, 이 도면은 진공 챔버(51)에 진공을 제공하기 위한 상이한 해결책을 제시하는데, 이는 (도시되지 않은) 적절한 연결 채널들(52)을 통해 진공 챔버(51)에 이르는 천공(drilled hole)들(52'), 예를 들어 공통 진공 파이프(52)에 이르는 브랜치 파이프들(52')에 의해 달성된다. 또한, 베이스 플레이트(50) 상에 몰드(10/20)를 맞추는 것을 용이하게 하기 위한 의도의 위치설정 핀들(56)이 존재하는 것으로 도시된다. 더욱이, 관통로 형태로 진공 챔버(51)를 갖고 이에 따라 베이스 플레이트(50) 뒷면의 절연층과 관련하여 배킹(backing) 플레이트를 사용하도록 베이스 플레이트(50)가 형성되어, 신뢰성 있는 밀봉 및 지지를 제공할 수 있는 것으로 제시된다.
도 8은 본 발명에 따라 도구 플레이트(50)에 부착되는 펄프 암형 몰드(20)를 관통하는 단면도를 제시하는데, 여기서는 후면(570)이 통합부를 형성하도록 진공 챔버(51)를 그 내부에 통합시킨 도구 플레이트에 강성 몸체(50)가 사용된다. 상기 외부 영역(16) 내에 또는 상기 외부 영역(16)과 상기 다공성 몸체(11)의 중심부(11A) 사이에 밀봉 스트라이프(47)가 배치되는 것으로 도시된다.
다음에는 도 6 내지 도 11의 혼합을 참조로 본 발명의 세부사항들이 설명될 것이다. 펄프 몰드(10)는 내부 투과성 표면(12) 및 외부 투과성 몰딩 표면(13)을 갖는 다공성 몸체(11)를 포함한다. 다공성 몸체(11)는 바람직하게는 금속 분말로부터의 무른 소결 몸체(loose sintered body)이다. 특히, 구리 함유 분말들, 바람직하게는 청동 분말들이 매우 우수한 결과들을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 다공성 몸체(11)는 몸체(11) 전체에 걸쳐 비슷한 크기들의 금속 입자들로 이루어질 수 있거나, 서로 다른 요구들을 이행하고 외부 몰딩 표면에 대개 더 미세한 분말을 갖도록 서로 다른 크기 및/또는 함유량의 분말로 층이 이루어질 수도 있다(소결과 관련하여 이는 위에서 참조된 WO 문서에서 언급된다.)
펄프 몰드(10)는 가열 수단(40)을, 바람직하게는 전기 스토브들에 일반적으로 사용되는 저항 가열 코일들(40)의 형태로 포함한다. 가열 코일들은 전기 저항에 의해 가열되는 내부 코어(402)를 갖는다(도 10 참조). 중간층(401)이 내부 코어(402)를 둘러싼다. 바람직하게, 중간층(401)은 전기적으로 비-도전성이지만, 다공성 몸체(11)에 열을 전달하기 위한 우수한 열 전도체이다. 그러나 도 11에 지시된 바와 같이, 중간층은 상부(404)와 하부(403)를 포함할 수 있는데, 여기서 열이 몰딩 표면(13) 쪽으로 전달되도록 상부(404)는 열 절연체를 형성하는 하부(403)보다 훨씬 우수한 열 전도체인 금속으로 이루어진다. 바람직하게는 금속 재료의 외부 층(400)이 중간층(401)을 둘러싼다. 외부 층(400)은 다공성 몸체에 소결되어, 다공성 몸체(11)로의 우수한 열 전달을 제공하는 다공성 몸체(11)의 입자들에 대한 소결 목부(neck)들을 형성한다.
펄프 몰드(10/20)는 사용중에 가열될 것이므로, 외부 층(400)의 재료와 분말 입자들의 가열 계수는 비슷한 것이 바람직하다. 몸체에 청동 분말을 사용할 경우, 구리 또는 구리 함유 합금이 외부 층(400)에 대한 우수한 재료임이 밝혀졌다. 구리와 청동은 또한 강철 가열 소자들(40)과 관련하여 강철 분말보다 훨씬 낮은 온도에서 소결될 수 있지만, 이러한 조합이 또한 가능할 수도 있다. 저항 가열 코일들(40)의 단면은 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이 원형일 수 있지만, 단면은 명백히 직사각형일 수 있거나 임의의 다른 조율의 단면 형상들을 가질 수도 있다.
도 6 및 도 7은 투과성 영역(permeable area)(외부 몰딩 표면(13)을 포함함) 및 진공으로 투과 가능한 몰드를 가지기를 원하지 않는 영역(16) 사이에 밀봉부(seal)를 제공하기 위하여 바람직하게 구리로 만들어진 몰드(10/20) 내에 배열된 바람직하게 밀봉 스트라이프(47)가 존재하는 것을 제시한다. 따라서 바람직한 실시예에서 가열(heating) 소자(40) 및 밀봉 스트라이프(47) 둘 다는 소결(sintering)에 의한 펄프 몰드(10/20)의 생산과 관련하여 기본 몰드(도시되지 않음) 내에 배치된다. 몸체 내에 청동 분말(bronze powder)을 사용할 때, 구리 또는 구리 기반 합금이 밀봉 스트라이프(47)에 대해 우수한 재료라는 것이 알려졌다; 그러나 다른 합금들은 또한 밀봉 스트라이프(47)에 대한 재료로서 사용될 수 있다.
도 8에 도시된 단면도로부터 명백한 바와 같이, 가열 수단(40) 및 또한 밀봉 스트라이프(47)는 몰드(20)의 몸체(11) 내에 통합/내장될 것이다. 게다가 상기 밀봉 스트라이프(47)가 상기 외부 영역(16) 및 상기 다공성 몸체(11)의 특정 부분 사이에 배열되는 것이 도시된다. 도 8에 제시된 새로운 특징은 몰드의 제한된 둘레 기계가공 후표면(limited surrounding machined rear surface)(14)의 사용이다. 이 후표면(14)은 단지 소결 후 기계 가공된 내부 몰딩 표면(12)의 부분이다. 따라서 단순하게 충분한 영역은 도구 플레이트(50)의 지지 표면(55) 상에 적당한 인터피트(interfit)를 허용하도록 기계 가공된다. 이런 배열로 인해, 다수의 장점들이 얻어진다. 첫째 이는, 몰드(20)의 전체 후부(backside)가 편평하게 되도록 기계 가공될 종래의 방식과 비교하여, 단지 소결과 관련하여 사용된 재료 중 보다 적은 부분만이 낭비되는 것을 의미한다. 게다가 이는, 표면(12)에 있는 기공(pore)들을 적어도 부분적으로 차단함으로써 기계가공이 그 표면에 악영향을 끼친다는 사실로 인해, 몰드의 내부 표면(12)의 보다 우수한 투과성을 허용할 것이다. 잘-공지된 원리들(밀링, 터닝, 그라인딩 및/또는 폴리싱)의 사용에 의한 다수의 기계가공 방법들이 장착 표면(14)을 달성하기 위해 사용될 수 있고, 다른 방법들이 투과성에 대해 다른 효과를 가질 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다.
또한 밀봉 스트라이프(47)의 사용은 상당한 장점들을 제공할 것이다. 효과적인 방식의 스트라이프(47)는 몰드(20)의 외부 부분 표면(16)을 밀봉하고, 그렇지 않으면 값비싸고 및/또는 전체적으로 신뢰적이지 않은 것으로 알려진 몇몇 다른 방식으로 밀봉되어야 할 것이다. 게다가 이는, 몰드(20)를 도구 플레이트(50)와 커넥팅하는 홀들(54) 또는 나사들이 외부 에지(55B)보다 지지 표면(55)의 내부 에지(55A)에 보다 가깝게 밀봉 스트라이프(47)를 배치하고, 이에 의해 몰드(20)의 주변에 인접한 비교적 넓은 영역을 홀들(54)에 제공함으로 인해, 또한 효율적인 방식으로 밀봉되는 것을 함축한다.
신규한 피처들(features)의 원리들로 인한 또 다른 명백한 장점은, 도구 플레이트(tool plate)의 강성 몸체(50)(rigid body) 내에 통합된 공간들로서 진공 챔버들을 형성함으로써, 그리고 또한 도구 플레이트(50) 속으로 직접 접속 채널들(52', 52")을 통합함으로써, 진공 챔버들(51)로의 진공 공급원(vacuum supply)의 배열(arrangement)이 매우 콤팩트하고 비용 효율적인 방식으로 달성될 수 있다는 것이다. 도 8 및 또한 도 2로부터 명백하듯이, 이는 매우 콤팩트한 배열을 유도한다.
밀봉 스트립(47)(sealing stripe)을 포함하는 부분 횡단면 영역인 도 8a에 도시된 것처럼, 투과성(permeable)인 것으로 의도되지 않은 표면(16A)을 포함하는 몰드의 부품(part)(11B)에는 그의 표면 근처에서 더 미세한 분말 입자들의 더 두꺼운 층(F)이 제공되며, 이로 인해 비투과성을 갖도록 과잉 안전성을 제공할 수 있다, 즉 비투과성이 달성되도록 미세한 입자들의 충분히 두꺼운 층(F)이 제공될 수 있고, 반면에 스트라이프(47) 내부 상에서, 상기 층(F)은 미세하고 투과성인 표면(13)을 달성하도록 매우 얇다. 명백한 것처럼, 밀봉 스트라이프(47)는 밀봉 스트라이프(47)의 외부 및 내부 상에서 각각 상이한 종류의 층들의 효율적 설치(building)를 보조할 수 있다. 게다가, 후자의 종류의 기능은 비투과성인 미리-제조된 프레임 부분(미도시)을 사용함으로써 그리고 기본 몰드(basic mould)(미도시)로 상기 프레임 부분을 위치시켜, 이후에 몰드(20)의 내부 투과성 몸체(11)를 생성하는데 분말을 이용하기 위해 달성될 수 있다는 것이 명백하다.
가열 수단(40)은 바람직하게 몰딩 표면으로의 양호한 열 전달을 위해 외부 몰딩 표면(13)에 가깝게 위치된다. 얼마나 가까운지는 펄프 몰드(pulp mould)(10)의 기하학형상(geometry)에 달려있다. 하지만, 바람직하게 가열 소자는 몰딩 표면의 최저(lowest) 부분으로부터 20mm 이내, 바람직하게는 10mm 이내, 보다 더 바람직하게는 5mm 이내의 거리를 두고 위치된 그의 적어도 하나의 활성 섹션을 갖는다.
도 7에서, 가열 수단(40)은 다공성(porous) 몸체(11)의 중심 부분 내에서 실질적으로 하나의 레벨에 배열되는 것으로 도시되었지만, 도 6에서 가열 수단(40)은 중심 부분 내에서 실질적으로 2개의 레벨들에 배열된다. 이는 가열 소자들이 몰딩 표면(13)의 윤곽(contour)을 따르게 하는 간단한 기하학형상들을 가능케 할 수 있다.
물론 가열 코일들(40) 형태의 가열 수단은 이들을 다공성 몸체(11)로 소결시키기 전에 상이한 형상들로 감길 수 있다. 예를 들어, 이들은 도 9에 도시된 원형 방식으로 또는 도 6 및 도 7에 도시된 꼬불꼬구불한 패턴들로 감길 수 있지만, 물론 가열 소자들을 감는 다수의 방법들이 존재한다.
가열 수단(40)을 다공성 몸체(11)에 내장되게 함으로써, 공지된 바와 같이 몰드 아래에서 가열 플레이트를 이용하는 것에 비해, 몰딩 표면(13)에 동일한 온도를 달성하는데 훨씬 적은 에너지가 요구된다. 추가적으로, 가열 플레이트가 제거될 수 있기 때문에, 펄프 몰드들은 가압 도구들(4)의 회전 중심에 더 근접하게 위치될 수 있고, 이것은 다수의 이점들, 즉, 1) 타격(strike) 거리가 증가될 수 있거나 각각의 메이팅 가압 도구들(4)이 동일한 타격 거리를 유지하는 서로에 대해 더 근접하게 배치될 수 있는 이점, 2) 하중 분포가 이들의 회전 중심에 더 근접하게 이동되기 때문에 가압 도구들(4)을 회전시키는데 요구되는 모멘텀이 감소되어, 더 빠른 회전 및/또는 더 낮은 전력 요구에서의 회전을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 추가적으로, 더 적은 에너지가 이용되기 때문에, 또한 가압 도구들(4)의 부품들(machinery)에 더 적은 열이 도달될 것이다. 따라서, 가압 도구들의 부품들의 과도한 가열의 위험없이 단열 플레이트를 추가로 감소시킬 뿐만 아니라 가능한 냉각 소자를 제거하는 것이 가능할 수 있어, 더욱 향상된 중량 분배가 제공된다.
새로운 종류의 가열 소자에 기인하여, 특히, 새로운 종류의 가열 수단이 스토브들 등과 관련하여 매우 저렴하게 생산되는 표준 장비의 형태로 이용될 수 있다는 사실에 기인하여, 상당한 절약이 달성될 수 있다. 또한, 가열 소자들과 관련된 임의의 기계가공의 필요성의 제어 및 소결을 통한 이들의 내장에 기인하여, 상당한 비용 절약을 유도할 것이다. 추가적으로, 개선된 투과성은, 대부분의 경우에 다공성 몸체(11)를 통해 더 넓은 배수(drainage) 채널들을 제공할 어떠한 필요성도 존재하지 않는 이점을 제공할 것이다. 그러나, 펄프 몰드를 통한 배수를 추가로 증가시키기 위해, 예를 들어, WO2006/057609에 개시되고 본 명세서에 참조로 통합된 이러한 배수 채널들, 예를 들어, 내측 표면(12)으로부터 외측 표면(13) 쪽으로 이어지고 바람직하게는 외측 표면(13)으로의 방향에서 감소하는 직경을 갖는 배수 채널들이 이용될 수 있다. 감소된 기계가공 양은 현재의 기술에 비해 일부의 시간만을 소요시킬 것이기 때문에, 내측 표면(12) 부분의 단순한 기계가공의 새로운 원리는 또한 생산 용량의 증가를 유도할 것이다.
진공 박스와 도구 사이에서 배킹 플레이트의 제거는 또한, 예를 들어, 이러한 배킹 플레이트가 다수의 천공들 등을 요구할 것이기 때문에 상당한 절약을 유도한다.
본 발명은 설명된 것에 한정되지 않고, 첨부된 청구항들의 범주 내에서 변할 수 있다. 예를 들어, 몰드 상(phase) 자체의 원하는 가열을 달성하기 위해 다수의 상이한 종류의 가열 수단이 이용될 수 있는 것, 즉, 다양한 가열 장치들이 자체로 어떤 것이 본 발명에 따른 소결 몸체에 내장될 수 있는지를 인식하는 것은 당업자에게 자명하다. 동일한 방식으로, 다양한 센서들이 소결 몸체에 통합될 수 있는 것은 당업자에게 자명하다. 또한, 전술한 다수의 상이한 특징들, 예를 들어, 몰드의 후면에 그라인딩이 없는 것, 몰드의 부착면 내에서 양호한 밀봉을 달성하기 위한 별도의 배열체 등은 장래의 별도의 분할출원들에 대한 대상일 수 있음은 자명하다. 추가적으로, 가열 수단의 외부 층(400)으로부터 펄프 몰드(10, 20)의 다공성 몸체(11)로의 열 전달을 용이하게 하기 위해, 외부 층(400)의 표면은 거칠게 될 수 있고 그리고/또는 가열 수단(40)에 인접한 더 미세한 금속 분말 입자들을 가질 수 있어서, 가열 수단(40)과 다공성 몸체 사이에서의 소결 목부 형성을 향상시킬 수 있다.
Claims (15)
- 외측 몰딩 표면(13) 및 내측 표면(12)을 갖고 분말로부터 소결된 다공성 몸체(11)를 포함하는, 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드에 있어서,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 내측 표면(12)의 부분을 둘러싸고 베이스 플레이트와의 인터피팅(interfit)을 위한 기계가공 표면(14)의 영역을 제공하기 위해, 상기 내측 표면(12)은 소결 후에 기계가공되는 영역을 갖고,
상기 몰드는 상기 외측 몰딩 표면(13)을 둘러싸는 불투과성 영역(16)을 구비하고, 상기 외측 몰딩 표면(13)과 상기 불투과성 영역(16) 사이에 밀봉부(seal)를 제공하기 위해 상기 몰드 내에 밀봉 스트라이프(47)가 제공되는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기계가공 표면(14)은 하나의 그리고 동일한 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기계가공 표면(14)은 상기 몸체의 외측 에지로부터 내측 부분으로 연장하는 것을 특징으로 하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 내측 표면(12)의 상기 부분은 상기 기계가공 표면(14)에 비해 상대적으로 낮은 레벨로 돌출하는 것을 특징으로 하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드와 베이스 플레이트(50)를 포함하는, 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치에 있어서,
상기 베이스 플레이트(50)는 오목부를 갖도록 제작되고 그리고 진공 챔버(51)를 형성하기 위해 상기 몰드 내측 표면(12)의 상기 기계가공 표면(14)과 인터피팅(interfit)하도록 지지 표면(55)을 갖는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치.
- 제 5 항에 있어서,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 몰드의 상기 내측 표면(12)의 상기 부분은, 평면 형태로 제작되는 상기 지지 표면(55) 아래 레벨로 상기 베이스 플레이트(50)의 상기 진공 챔버(51) 내에서 돌출하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트(50)는 상기 진공 챔버(51)와 연결되는 진공 채널(52', 52")의 하나 이상의 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 진공 채널(52')의 적어도 일 부분은 상기 베이스 플레이트(50)의 후방 표면(57) 내에 개방 채널의 형태로서 적어도 부분적으로 제작되는 것을 특징으로 하는,
펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치.
- 외측 몰딩 표면(13) 및 내측 표면(12)을 갖고 분말로부터 소결된 다공성 몸체(11)를 제공하는 단계들을 포함하는, 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드를 제조하기 위한 방법에 있어서,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 내측 표면(12)의 부분을 둘러싸고 베이스 플레이트와의 인터피팅(interfit)을 위한 기계가공 표면(14)의 영역을 제공하기 위해, 상기 내측 표면(12)의 영역은 소결 후에 기계가공되고,
상기 기계가공 표면(14)의 상기 영역은 하나의 그리고 동일한 평면에 배치되는 몰드 제조 방법에 있어서,
상기 외측 몰딩 표면(13)을 둘러싸는 불투과성 영역(16)과 상기 외측 몰딩 표면(13) 사이에 소결에 의해 밀봉부(seal)를 제공하도록, 상기 몰드 내부에 밀봉 스트라이프(47)를 배치시키는 것을 추가로 포함하는,
몰드 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 기계가공 표면(14)을 상기 몸체의 외측 에지로부터 내측 부분으로 연장하도록 배치하는 것을 특징으로 하는,
몰드 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 내측 표면(12)의 상기 부분을 상기 기계가공 표면(14)에 비해 상대적으로 낮은 레벨로 돌출하도록 배치하는 것을 특징으로 하는,
몰드 제조 방법.
- 제 5 항에 따른 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 장치를 제조하기 위한 방법에 있어서,
상기 몰드의 상기 기계가공 표면(14)의 상기 영역과 인터피팅하기 위한 평면상 지지 표면(55) 및 오목부를 구비하는 베이스 플레이트(50)를 갖는 펄프 제품들을 몰딩하기 위한 몰드를 제조하는 것을 특징으로 하고,
소결 후에 기계가공되지 않는 상기 몰드 내측 표면(12)의 상기 부분은, 진공 챔버(51)를 형성하기 위해 상기 평면상 지지 표면(55) 아래에서 상기 베이스 플레이트(50)의 상기 오목부 내에 배치되는,
몰딩 장치 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,
진공 채널(52')의 적어도 일 부분이 상기 베이스 플레이트(50)의 후방 표면(57) 내에 적어도 부분적으로 개방 채널의 형태가 되도록 함으로써, 상기 베이스 플레이트(50)가 상기 진공 챔버(51)와 연결된 진공 채널(52', 52")의 적어도 일 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는,
몰딩 장치 제조 방법.
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