TW202231439A - 用於在成型模系統中自纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法、成型模系統、及纖維素坯件結構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於在一成型模系統中自一空氣成型之纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法，其中該成型模系統包含一或多個成型模。各成型模包含一第一模部件及一第二模部件，該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在該等纖維素產品之該成型期間彼此合作。該方法包含以下步驟：提供該纖維素坯件結構，且在該纖維素坯件結構中界定一或多個產品區段及包圍該一或多個產品區段或與該一或多個產品區段連接地配置之一殘餘區段；將該殘餘區段之至少一部分壓縮至高於該一或多個產品區段之一壓縮度的一第一壓縮度；在一進料方向上將該纖維素坯件結構進料至該成型模系統中之一成型位置，其中在該成型位置中，各產品區段配置於一對應第一模部件與一第二模部件之間；藉由以下操作自該第一模部件與該第二模部件之間的該纖維素坯件結構形成該等纖維素產品：將該纖維素坯件結構加熱至在100℃至300℃之範圍內之一成型溫度；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之一成型壓力壓製該纖維素坯件結構。

Description

用於在成型模系統中自纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法、成型模系統、及纖維素坯件結構

本發明係關於一種在成型模系統中自空氣成型之纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法。該成型模系統包含一或多個成型模，其中各成型模包含第一模部件及第二模部件，該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在纖維素產品之成型期間彼此合作。本發明進一步係關於一種成型模系統及一種纖維素坯件結構。

纖維素纖維常常用作生產或製造產品之原料。由纖維素纖維形成之產品可用於需要具有可持續產品的許多不同情形中。多種產品可由纖維素纖維產生，且幾個實例為一次性盤子及杯子、餐具、蓋子、瓶蓋、咖啡包以及包裝材料。

在自包括纖維素纖維之原料製造纖維素產品時，通常使用成型模，且傳統上，纖維素產品已運用濕式成型技術而生產。通常用於濕式成型纖維素纖維產品之材料為濕式模製紙漿。濕式模製紙漿具有被視為可持續包裝材料的優勢，此係由於其由生物材料產生，且在使用後可以回收利用。因此，濕式模製紙漿在不同的應用中迅速普及。濕式模製紙漿製品通常係藉由將抽吸成型模浸入包含纖維素纖維之液體或半液體紙漿懸浮液或漿料中而形成，且在施加抽吸時，藉由將纖維沈積至成型模上而形成具有所要產品形狀的紙漿本體。運用所有濕式成型技術，皆需要對濕式模製產品進行乾燥，其中乾燥為生產中極其耗時且耗能之部分。對纖維素產品之美觀、化學及機械性質的要求愈來愈高，且歸因於經濕式成型之纖維素產品之性質，其機械強度、可撓性、材料厚度自由度及化學性質受到限制。在濕式成型製程中亦難以以高精確度控制產品之機械性質。

生產纖維素產品領域之一個發展為在不使用濕式成型技術之情況下形成纖維素纖維。使用空氣成型之纖維素坯件結構而非自液體或半液體紙漿懸浮液或漿料形成纖維素產品。將空氣成型之纖維素坯件結構插入至成型模中且在纖維素產品之成型期間，使纖維素坯件經受高成型壓力及高成型溫度。當將纖維素坯件結構插入至成型模中時，存在纖維素坯件結構以非所要方式裂開的風險，此導致纖維素產品成型不當。此為傳統纖維素高壓成型方法共同的問題，尤其對於深沖產品，從而產生具有低質量之產品。使用標準纖維素坯件結構（尤其當形成深沖產品時）之傳統成型方法的其他問題為，在將纖維素坯件結構插入至成型模中期間及在成型模中之成型製程期間會發生纖維素坯件結構之裂痕、纖維分離、材料斷裂或其他非想要結構弱化。

因此，需要一種用於自空氣成型之纖維素坯件結構形成纖維素產品之改良方法、成型模系統及纖維素坯件結構。

本發明之一目標為提供一種用於在成型模系統中自纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法，一種成型模系統及一種纖維素坯件結構，其中避免了先前提及之問題。此目標至少部分係藉由獨立請求項之特徵來達成。附屬請求項含有用於在成型模系統中自纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法的進一步發展。

本發明係關於一種在一成型模系統中自一空氣成型之纖維素坯件結構形成纖維素產品之方法。該成型模系統包含一或多個成型模，其中各成型模包含一第一模部件及一第二模部件，該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在該等纖維素產品之該成型期間彼此合作。該方法包含以下步驟：提供該纖維素坯件結構，且在該纖維素坯件結構中界定一或多個產品區段及包圍該一或多個產品區段或與該一或多個產品區段連接地配置之一殘餘區段；將該殘餘區段之至少一部分壓縮至高於該一或多個產品區段之一壓縮度的一第一壓縮度；在一進料方向上將該纖維素坯件結構進料至該成型模系統中之一成型位置，其中在該成型位置中，各產品區段配置於一對應第一模部件與一第二模部件之間；藉由以下操作自該第一模部件與該第二模部件之間的該纖維素坯件結構形成該等纖維素產品：將該纖維素坯件結構加熱至在100℃至300℃之範圍內之一成型溫度；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之一成型壓力壓製該纖維素坯件結構。

此等特徵之優點為，當將纖維素坯件結構輸送及插入成型模中時，防止了纖維素坯件結構以不合需要的方式裂開的風險。該解決方案導致更好地形成具有改良之產品品質之纖維素產品，尤其針對深沖產品。運用該方法，當纖維素坯件結構被插入至成型模中時且在成型模中之成型製程期間，經由形成產品區段及殘餘區段而使纖維素坯件結構之裂痕、纖維分離、材料斷裂或其他非想要結構弱化得以最小化。在殘餘區段壓縮至高於一或多個產品區段之壓縮度的第一壓縮度之情況下，簡化了纖維素坯件結構之輸送且殘餘區段通過較高壓縮度，從而允許以較高進料速度輸送纖維素坯件結構而不破壞結構。較小壓縮的產品區段允許將可撓性纖維輸送至成型模中。較高進料速度減少了產品成型循環時間。

根據本發明之一態樣，該纖維素坯件結構進一步包含配置於該一或多個產品區段與該殘餘區段之間的一或多個過渡區段。在該一或多個過渡區段中，壓縮度在該第一壓縮度與該一或多個產品區段之該壓縮度之間變化。該等過渡區段形成支撐纖維輸送至該等成型模中的結構。該等過渡區段進一步防止該等產品區段與該殘餘區段之間的該纖維素坯件結構中之纖維斷裂。

根據本發明之另一態樣，該方法進一步包含以下步驟：在該將該纖維素坯件結構進料至該成型位置之前將該一或多個產品區段之至少一部分壓縮至一第二壓縮度，其中該第一壓縮度高於該第二壓縮度。該第二壓縮度針對不同類型的所形成產品可為不同的，且更深沖產品常常需要更低壓縮度。

根據本發明之一態樣，該方法進一步包含以下步驟：在該成型位置中，在該等纖維素產品之該成型之前使該殘餘區段及該一或多個產品區段相對於彼此在該成型模系統之一壓製方向上至少部分地位移。該位移促進形成纖維素產品，尤其針對深沖產品，其中纖維素坯件結構中之纖維被允許相對於彼此移動。

根據本發明之另一態樣，該方法進一步包含以下步驟：在至少部分在各產品區段周圍之該殘餘區段及/或該過渡區段中配置一切割圖案。各切割圖案在該殘餘區段及/或該過渡區段中形成至少一個橋接結構以用於保持各產品區段與該殘餘區段及/或該過渡區段部分地連接。該等切割圖案支援纖維素產品成型，其中產品區段被允許相對於纖維素坯件結構之其餘部分更多。該等橋接結構在產品成型操作期間有效地保持該等產品區段相對於該等成型模處於適當的位置。

根據本發明之一另外態樣，各切割圖案包含在一對應產品區段周圍並與該對應產品區段連接地配置之一非連續第一切割部。該非連續第一切割部包含一或多條第一切線與該一或多條第一切線之間的一或多個第一中間區段。該一或多個第一中間區段形成該至少一個橋接結構。具有此組態之切割圖案在設計上係簡單的。

根據本發明之一態樣，各切割圖案包含在一對應產品區段周圍並與該對應產品區段連接地配置之一第一切割部。該第一切割部包含一第一切線與形成該至少一個橋接結構之一第一中間區段。

根據本發明之另一態樣，各切割圖案包含在一對應產品區段周圍並與該對應產品區段連接地配置之一非連續第一切割部，及在該非連續第一切割部周圍並相對於該產品區段自該非連續第一切割部向外地配置之一非連續第二切割部。該第一切割部及該第二切割部有效地合作以形成該至少一個橋接結構。

根據本發明之一另外態樣，該非連續第一切割部包含一或多條第一切線與該一或多條第一切線之間的一或多個第一中間區段。該非連續第二切割部包含一或多條第二切線與該一或多條第二切線之間的一或多個第二中間區段。該一或多個第一中間區段及該一或多個第二中間區段形成該至少一個橋接結構。此類型之切割圖案有效地允許在產品成型操作期間產品區段相對於纖維素坯件結構之其餘部分位移，且適合於深沖產品。

根據本發明之一態樣，該非連續第一切割部及該非連續第二切割部相對於彼此以一重疊關係配置。該一或多條第一切線與該一或多個第二中間區段重疊，且該一或多條第二切線與該一或多個第一中間區段重疊。

根據本發明之另一態樣，各切割圖案進一步包含在該非連續第二切割部周圍並相對於該產品區段自該非連續第二切割部向外地配置之至少一個非連續額外切割部。該至少一個非連續額外切割部中之各者包含一或多條額外切線與該一或多條額外切線之間的一或多個額外中間區段。此類型之切割圖案有效地允許在產品成型操作期間產品區段相對於纖維素坯件結構之其餘部分位移，且適合於深沖產品。

根據本發明之一另外態樣，各切割部延伸通過該纖維素坯件結構。以此方式，各切割部在纖維素坯件結構中形成一開口以用於使產品區段有效地位移。

根據本發明之一態樣，該等中間區段中之至少一者包含部分延伸通過該纖維素坯件結構之一切口。該部分延伸切口可支援在該纖維素坯件結構之輸送期間該等產品區段相對於該等成型模之定位。

根據本發明之另一態樣，該方法進一步包含以下步驟：運用一切割單元在各產品區段周圍的該殘餘區段及/或該過渡區段中配置該一或多個切割圖案。該切割單元用於形成該等切割圖案且可具有不同組態，諸如一旋轉模切機或一壓製切割裝置。

根據本發明之一另外態樣，該切割單元經配置為一旋轉模切機。該方法進一步包含以下步驟：在一單個操作步驟中形成該一或多個切割圖案，且運用該旋轉模切機壓縮該殘餘區段之至少一部分；或在一單個操作步驟中形成該一或多個切割圖案，運用該旋轉模切機壓縮該殘餘區段之至少一部分且壓縮該一或多個產品區段之至少一部分。

根據本發明之一態樣，該方法進一步包含以下步驟：在該等纖維素產品之成型期間，在該成型模系統中自該纖維素坯件結構切割出該等纖維素產品。運用此方法，當該纖維素坯件結構配置於該成型位置中時，可自與該等成型模直接連接之該纖維素坯件結構切割出該等纖維素產品。

根據本發明之另一態樣，該等產品區段以對應於該一或多個成型模在該成型模系統中之配置的一圖案配置於該纖維素坯件結構中。

該纖維素坯件結構可在該進料方向上運用一或多個進料帶輸送。該等進料帶提供纖維素坯件結構之有效且簡單的輸送方式。

本發明進一步係關於一種用於自一空氣成型之纖維素坯件結構形成纖維素產品之成型模系統。該纖維素坯件結構包含一或多個所界定產品區段及包圍該一或多個產品區段或與該一或多個產品區段連接地配置之一所界定殘餘區段。該成型模系統包含一或多個成型模，其中各成型模包含一第一模部件及一第二模部件，該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在該等纖維素產品之成型期間彼此合作。該成型模系統進一步包含：一壓實單元，其經建構以用於將該殘餘區段之至少一部分壓縮至高於該一或多個產品區段之一壓縮度的一第一壓縮度；及一進料單元，其經建構以用於在一進料方向上將該纖維素坯件結構進料至該成型模系統中之一成型位置。在該成型位置中，各產品區段配置於一對應第一模部件與一第二模部件之間。該一或多個成型模經建構以用於：藉由以下操作自該第一模部件與該第二模部件之間的該纖維素坯件結構形成該等纖維素產品：將該纖維素坯件結構加熱至在100℃至300℃之範圍內之一成型溫度；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之一成型壓力壓製該纖維素坯件結構。此等系統特徵之優點為，當將纖維素坯件結構插入至成型模中時，防止了纖維素坯件結構以不合需要的方式裂開的風險。該解決方案導致更好地形成纖維素產品，尤其針對深沖產品。

本發明進一步係關於一種用於在一成型模系統中形成纖維素產品之纖維素坯件結構。該纖維素坯件結構經空氣成型且包含一或多個所界定產品區段及包圍該一或多個產品區段或與該一或多個產品區段連接地配置之一所界定殘餘區段。該殘餘區段之至少一部分具有高於該一或多個產品區段之一壓縮度的一第一壓縮度。該纖維素坯件結構進一步包含：配置於該一或多個產品區段與該殘餘區段之間的一或多個過渡區段。在該過渡區段中，壓縮度在該第一壓縮度與該一或多個產品區段之該壓縮度之間變化。該纖維素坯件結構進一步包含至少部分地在各產品區段周圍之該殘餘區段及/或該過渡區段中的一切割圖案。各切割圖案在該殘餘區段及/或該過渡區段中形成至少一個橋接結構。運用該系統，當纖維素坯件結構被插入至成型模中時且在成型模中之成型製程期間，經由形成產品區段及殘餘區段而使纖維素坯件結構之裂痕、纖維分離、材料斷裂或其他非想要結構弱化得以最小化。在殘餘區段經壓縮至高於一或多個產品區段之壓縮度的第一壓縮度之情況下，簡化了纖維素坯件結構之輸送。

將在下文中結合隨附圖式來描述本發明之各種態樣以說明而不限制本發明，其中相同名稱表示相同元件，且所描述態樣之變化形式並不限於具體展示之實施方式，而是適用於本發明之其他變化形式。

所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，本文中所解釋之步驟及功能可使用個別硬體電路、使用結合經程式化微處理器或通用電腦而運行之軟體、使用一或多個特殊應用積體電路（ASIC）及/或使用一或多個數位信號處理器（DSP）來實施。亦應瞭解，當在方法方面描述本發明時，其亦可在一或多個處理器及耦接至該一或多個處理器之一或多個記憶體中實施，其中該一或多個記憶體儲存一或多個程式，該一或多個程式在由該一或多個處理器執行時執行本文中所揭示之步驟、服務及功能。

圖1b、圖2b、圖5a至圖5e及圖9a至圖9b示意性地展示用於自空氣成型之纖維素坯件結構2形成纖維素產品1之成型模系統S。該成型模系統S包含一或多個成型模3，其中各成型模3包含第一模部件3a及第二模部件3b，該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在纖維素產品1之成型期間彼此合作。連接至成型模系統S之控制單元適用於控制不同成型步驟。

圖1a、圖2a、圖3a至圖3b及圖4a至圖4b示意性地展示空氣成型之纖維素坯件結構2。根據本發明之空氣成型之纖維素坯件結構2意謂由纖維素纖維產生之基本上空氣成型之纖維網狀結構。空氣成型之纖維素坯件結構2意謂在幹式成型製程中形成纖維素坯件結構，其中纖維素纖維經空氣成型以產生纖維素坯件結構2。當在空氣成型製程中形成纖維素坯件結構2時，纖維素纖維由作為攜載介質之空氣攜載且形成為纖維坯件結構2。此不同於正常紙張製造製程或傳統濕式成型製程，在該兩個製程中，在形成紙張或纖維結構時，水被用作纖維素纖維之攜載介質。在空氣成型製程中，必要時可將少量水或其他物質添加至纖維素纖維中以便改變纖維素產品之性質，但空氣在成型製程中仍用作攜載介質。在合適時，纖維素坯件結構2可具有主要對應於空氣成型之纖維素坯件結構2周圍之大氣中的環境濕度的乾燥度。作為替代方案，當形成纖維素產品1時，可控制纖維素坯件結構2之乾燥度以便具有合適的乾燥度等級。

空氣成型之纖維素坯件結構2可在習知空氣成型製程中由纖維素纖維形成且以不同方式經建構。舉例而言，纖維素坯件結構2可具有一組成物，在該組成物中，取決於纖維素產品1之所要性質，纖維具有相同來源或替代地含有兩種或多於兩種類型之纖維素纖維的混合物。纖維素坯件結構2中所用之纖維素纖維在纖維素產品1之成型製程期間藉由氫鍵彼此牢固結合。纖維素纖維可與其他物質或化合物發生一定量的混合，如下文將進一步描述。纖維素纖維意謂任何類型之纖維素纖維，諸如天然纖維素纖維或經製造之纖維素纖維。纖維素坯件結構2可具體包含至少95%之纖維素纖維，或更具體地包含至少99%之纖維素纖維。

空氣成型之纖維素坯件結構2可具有單層或多層組態。具有單層組態之纖維素坯件結構2係指由含有纖維素纖維之一個層形成的結構。具有多層組態之纖維素坯件結構2係指由包含纖維素纖維之兩個或多於兩個層形成的結構，其中該等層可具有相同或不同組成物或組態。

纖維素坯件結構2可包含強化層，該強化層包含纖維素纖維，其中該強化層可經配置為用於纖維素坯件結構2之其他層的承載層。該強化層可具有比纖維素坯件結構2之其他層更高的抗張強度。當纖維素坯件結構2之一或多個空氣成型層具有具低抗張強度之組成物時，此為有用的，以免纖維素坯件結構2在纖維素產品1之成型期間發生斷裂。具有較高抗張強度之強化層以此方式充當纖維素坯件結構2之其他層的支撐結構。強化層可具有與纖維素坯件結構之其餘部分不同的組成物，諸如（例如）含有纖維素纖維之組織層、包含纖維素纖維之空氣沈降結構或其他合適之層結構。因此，強化層沒有必要經空氣成型。纖維素坯件結構2在合適時可包含多於一個強化層。

纖維素坯件結構2之一或多個經空氣成型層係蓬鬆且透氣的結構，其中形成該等結構之纖維素纖維相對於彼此相對鬆散地配置。蓬鬆的纖維素坯件結構2係用於有效地形成纖維素產品1，從而允許纖維素纖維在成型製程期間以有效方式形成纖維素產品1。

如例如圖1a、圖2a、圖3a至圖3b、圖4a至圖4b、圖7a至圖7e、圖8a及圖9a至圖9b中所說明，纖維素坯件結構2包含一或多個所界定產品區段2a及一所界定殘餘區段2b。一或多個產品區段2a被界定為當形成纖維素產品1時對應於一或多個成型模3之位置的纖維素坯件結構2之區域或部分。殘餘區段2b包圍該一或多個產品區段2a或與該一或多個產品區段2a連接地配置。在成型模系統中之成型操作之前，將殘餘區段2b之至少一部分壓縮至高於一或多個產品區段2a之壓縮度D _C的第一壓縮度D _C1，如自該等圖所理解。一或多個產品區段2a可未經壓縮或替代地，一或多個產品區段2a之至少一部分經壓縮至第二壓縮度D _C2。

在某些實施方式中，纖維素坯件結構2可包含一或多個所界定殘餘區段2b，其中各殘餘區段2b包圍一或多個產品區段2a或與該一或多個產品區段2a連接地配置。在成型模系統中之成型操作之前，將各殘餘區段2b之至少一部分壓縮至高於一或多個產品區段2a之壓縮度D _C的第一壓縮度D _C1。

如所說明實施方式中所示，殘餘區段2b合適地壓縮至第一壓縮度D _C1。殘餘區段2b可以40 kg/m ³至1300 kg/m ³範圍內之密度壓縮至第一壓縮度D _C1。殘餘區段2b之密度可藉由在纖維素坯件結構2已經壓縮之後直接切割出例如壓實滾輪之間的材料之樣本件來量測。在壓縮後一分鐘內運用測徑規量測來自殘餘區段2b之樣本件之厚度，且此後對該樣本件進行稱重。該樣本件適當地具有正方形或圓形形狀，面積在400 mm ²至2000 mm ²之範圍內。當運用測徑規量測樣本件之厚度時，將0.5 kPa之壓力施加至樣本件之整個表面上。樣本件之重量[m]連同厚度[t]及面積[A]用於根據以下公式計算密度[ρ]：

。

在圖1a中，出於說明之目的用點線指示殘餘區段2b之第一樣本件P1，且在所展示之實施方式中，該第一樣本件P1具有正方形形狀。在圖1a中指示第一樣本件P1之第一面積A1及第一厚度方向T1。

殘餘區段2b可在一側或兩側上具有壓花圖案，諸如（例如）華夫餅乾形表面結構，以增強纖維素坯件結構2之勁度及強度。

纖維素坯件結構2進一步包含配置於一或多個產品區段2a與殘餘區段2b之間的一或多個過渡區段2c。在過渡區段2c中，壓縮度可在第一壓縮度D _C1與一或多個產品區段2a之壓縮度D _C之間變化。過渡區段2c在合適時可具有其他壓縮度。

在某些實施方式中，在將纖維素坯件結構2進料至成型位置F _POS之前將一或多個產品區段2a壓縮至第二壓縮度D _C2。第一壓縮度D _C1高於第二壓縮度D _C2。一或多個產品區段2a可適當地以在15 kg/m ³至400 kg/m ³範圍內之密度壓縮至第二壓縮度D _C2。一或多個產品區段2a之密度可藉由在纖維素坯件結構2已經壓縮之後直接切割出例如壓實滾輪之間的材料之樣本件來量測。在壓縮後一分鐘內運用測徑規量測來自一或多個產品區段2a之樣本件之厚度，且此後對該樣本件進行稱重。該樣本件適當地具有正方形或圓形形狀，面積在400 mm ²至2000 mm ²之範圍內。當運用測徑規量測樣本件之厚度時，將0.5 kPa之壓力施加至樣本件之整個表面上。樣本件之重量[m]連同厚度[t]及面積[A]用於根據以下公式計算密度[ρ]：

。

在圖1a中，出於說明之目的用點線指示一或多個產品區段2b之第二樣本件P2，且在所展示之實施方式中，該第二樣本件P2具有正方形形狀。在圖1a中指示第二樣本件P2之第二面積A2及第二厚度方向T2。

如圖1b中所示，成型模系統S可進一步包含壓實單元11，該壓實單元經建構以用於將殘餘區段2b壓實或壓縮至高於一或多個產品區段2a之壓縮度D _C的第一壓縮度D _C1。壓實單元11包含第一壓實滾輪11a，該第一壓實滾輪與第二壓實滾輪11b合作。該等壓實滾輪配置於纖維素坯件結構2之相對側上，且當纖維素坯件結構2被進料在第一壓實滾輪11a與第二壓實滾輪11b之間時，實現了纖維素坯件結構2之壓縮。如圖1b中所示，第一壓實滾輪11a包含複數個凹槽12，該複數個凹槽形成產品區段2a，且該等凹槽12之間的第一壓實滾輪11a之區域以較高壓縮度形成纖維素坯件結構2之殘餘區段2b。凹槽12中之各者具有對應於產品區段2a之形狀及組態。凹槽12可用於將產品區段2a壓縮至第二壓縮度D _C2，其中第二壓縮度D _C2低於第一壓縮度D _C1。在一替代未說明之實施方式中，第二壓實滾輪2b可配置有對應於第一壓實滾輪11a之用於形成產品區段2a之凹槽12的凹槽。

成型模系統S可進一步包含切割單元9，該切割單元經建構以用於在纖維素坯件結構2中建立一或多個切割圖案4。纖維素坯件結構2可在至少部分地在各產品區段2a周圍的殘餘區段2b及/或過渡區段2c中配置有切割圖案4，如圖2a至圖2b、圖3a至圖3b、圖4a至圖4b、圖5a至圖5e、圖6a至圖6c及圖7a至圖7e中所說明。各切割圖案4在所說明之實施方式中將與產品區段2a連接的纖維素坯件結構2之部分與纖維素坯件結構2之其餘部分部分地分離。各切割圖案4在殘餘區段2b及/或過渡區段2c中形成至少一個橋接結構4a。該橋接結構4a連接與產品區段2a連接的纖維素坯件結構2之部分與纖維素坯件結構2之其餘部分，從而允許與產品區段2a連接的纖維素坯件結構2之部分位移，如例如圖5b至圖5c及圖6b中所示。該等位移促進在一或多個成型模3中形成纖維素產品1，尤其在纖維素產品1具有深沖組態的情況下。切割圖案4可具有用於形成橋接結構4a之任何合適的組態。

切割單元9可經配置為在一或多個成型模3上游的單獨單元，如圖2b中所示，或經配置為與一或多個成型模3連接的一或多個配置，如圖9a至圖9b中所示。下文所描述之切割單元可結合成型模系統S之不同實施方式使用。

在圖2b至圖2c中所說明之實施方式中，切割單元9經建構為旋轉模切機10。所展示之旋轉模切機10包含模切機10a及鐵砧輥10b。模切機10a包含複數個切割元件10c，該複數個切割元件在纖維素坯件結構2在模切機10a與鐵砧輥10b之間進料時在纖維素坯件結構2中形成切割圖案4。該等切割元件10c因此具有對應於切割圖案4之形狀的組態。旋轉模切機10以與上文結合圖1b所描述相似的方式亦可具有作為壓實滾輪之功能。如圖2b中所示，模切機10a包含複數個凹槽12，該複數個凹槽形成產品區段2a，且該等凹槽12之間的模切機10a之區域以較高壓縮度形成纖維素坯件結構2之殘餘區段2b。凹槽12中之各者具有對應於產品區段2a之形狀及組態。凹槽12可用於將產品區段2a壓縮至第二壓縮度D _C2，其中第二壓縮度D _C2低於第一壓縮度D _C1。在一替代未說明之實施方式中，鐵砧輥2b可配置有對應於模切機10a之用於形成產品區段2a之凹槽12的凹槽。藉由此組態，一或多個切割圖案4之形成及纖維素坯件結構2之壓縮藉由旋轉模切機10在單一操作步驟中建立。

切割單元9可具有其他合適的組態。在圖9a至圖9b中所說明之實施方式中，切割單元9經建構為與成型模系統S之成型模3連接地配置之壓製切割裝置20。壓製切割裝置20包含具有複數個切割元件20b之可移動地配置之共同板結構20a，該複數個切割元件具有切割刃，該等切割刃在纖維素坯件結構2配置於第一模部件3a與之第二模部件3b間時在纖維素坯件結構2中形成切割圖案4。以與以上所描述相同的方式，切割圖案4在至少部分地在各產品區段2a周圍的殘餘區段2b及/或過渡區段2c中形成，且切割元件20b因此具有對應於切割圖案4之形狀的組態。具有切割元件20b之板結構20a處於圖9a中所示之非切割位置中，與第二模部件3b連接地配置。在圖9a中，具有產品區段2a及殘餘區段2b之預成型之纖維素坯件結構2與第一模部件3a連接地配置。壓製切割裝置20進一步包含壓力缸20c，該等壓力缸經配置以用於使具有切割元件20b之板結構20a自非切割位置位移至圖9b中所示之切割位置。在圖9b中，切割元件20b與同第一模部件3a連接地配置之鐵砧結構20d交切以用於在纖維素結構中建立切割圖案4。鐵砧結構20d可由合適材料製成，諸如（例如）由聚胺酯製成之可撓性板結構。當切割圖案4已在纖維素坯件結構2中形成時，具有切割元件20b之板結構20a位移回至圖9a中所示之位置，從而允許執行產品成型操作。

在某些實施方式中，各切割圖案4包含在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段連接地配置之第一切割部5，其中該第一切割部5包含第一切線5a與形成至少一個橋接結構4a之第一中間區段5b。

在圖7a中，示意性地說明具有螺旋形狀之例示切割圖案4，其中第一切割部5在產品區段2a周圍並與該產品區段2a連接地配置。第一切割部5包含第一切線5a與第一切線5a之重疊區段之間的第一中間區段5b，如該圖所示。中間區段5b形成至少一個橋接結構4a。

在替代實施方式中，各切割圖案4包含在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段連接地配置之非連續第一切割部5，及在該非連續第一切割部5周圍並相對於產品區段2a自該非連續第一切割部5向外地配置之非連續第二切割部6。非連續第一切割部5包含一或多個第一切線5a與該一或多個第一切線5a之間的一或多個第一中間區段5b。非連續第二切割部6包含一或多個第二切線6a與該一或多個第二切線6a之間的一或多個第二中間區段6b。一或多個第一中間區段5b及一或多個第二中間區段6b形成至少一個橋接結構4a。

在圖2c、圖3a至圖3b、圖4a至圖4b、圖6b及圖7b中，說明例示切割圖案4，其中該等切割圖案4包含在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段2a連接地配置之非連續第一切割部5，及在非連續第一切割部5周圍並相對於產品區段2a自該非連續第一切割部5向外地配置之非連續第二切割部6。非連續第一切割部5包含複數條第一切線5a與該等第一切線5a之間的第一中間區段5b。非連續第二切割部6包含複數條第二切線6a與該等第二切線6a之間的第二中間區段6b。第一中間區段5b及第二中間區段6b形成橋接結構4a。非連續第一切割部5及非連續第二切割部6可如所說明相對於彼此以重疊關係配置，其中一或多條第一切線5a與一或多個第二中間區段6b重疊，且一或多條第二切線6a與一或多個第一中間區段5b重疊。

在替代實施方式中，各切割圖案4可進一步包含在非連續第二切割部6周圍並相對於產品區段2a自該非連續第二切割部6向外地配置之至少一個非連續額外切割部7，其中該至少一個非連續額外切割部7中之各者包含一或多條額外切線7a與該一或多條額外切線7a之間的一或多個額外中間區段7b。

在圖7c中，說明例示切割圖案4，其中該切割圖案4包含：在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段2a連接地配置之非連續第一切割部5，在非連續第一切割部5周圍並相對於產品區段2a自該非連續第一切割部5向外地配置之非連續第二切割部6，以及在非連續第二切割部6周圍並相對於產品區段2a自該非連續第二切割部6向外地配置之一個非連續額外切割部7。該非連續額外切割部7包含複數條額外切線7a與該等額外切線7a之間的額外中間區段7b。在圖7d中，說明例示切割圖案4，其中該切割圖案4包含：在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段2a連接地配置之非連續第一切割部5，在非連續第一切割部5周圍並相對於產品區段2a自該非連續第一切割部5向外地配置之非連續第二切割部6，以及在非連續第二切割部6周圍並相對於產品區段2a自該非連續第二切割部6向外地配置之兩個非連續額外切割部7。非連續第一額外切割部7:1在非連續第二切割部6周圍並相對於產品區段2a自該非連續第二切割部6向外地配置，且非連續第二額外切割部7:2在非連續第一額外切割部7:1周圍並相對於產品區段2a自該非連續第一額外切割部7:1向外地配置。該等非連續額外切割部7中之各者包含複數條額外切線7a與該等額外切線7a之間的額外中間區段7b。

在替代實施方式中，各切割圖案4可替代地僅包含在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段2a連接地配置之非連續第一切割部5。非連續第一切割部5包含一或多條第一切線5a與該一或多條第一切線5a之間的一或多個第一中間區段5b，且該一或多個第一中間區段5b形成至少一個橋接結構4a。

在圖7e中，說明了僅包含在對應產品區段2a周圍並與該對應產品區段2a連接地配置之經例示切割圖案4。該非連續第一切割部5包含複數條第一切線5a與該等第一切線5a之間的第一中間區段5b。第一中間區段5b形成橋接結構4a。

各切割部5、6、7適當地延伸通過纖維素坯件結構2。在替代未說明之實施方式中，中間區段5b、6b、7b中之至少一者包含部分延伸通過纖維素坯件結構2之切口。

在替代未說明之實施方式中，中間區段5b、6b、7b中之一些可被製成窄的且經建構以在纖維素產品1之成型期間斷裂。中間區段5b、6b、7b之窄組態允許輸送纖維素坯件結構2而無斷裂或分離，以用於相對於一或多個成型模3安全地定位纖維素坯件結構2。

如上文所描述，成型模系統S包含一或多個成型模3，其中各成型模3包含第一模部件3a及第二模部件3b，該第一模部件及該第二模部件在纖維素產品1之成型期間彼此合作。第一模部件3a及第二模部件3b相對於彼此可移動地配置，且第一模部件3a及第二模部件3b經建構以用於在壓製方向D _P上相對於彼此移動。在圖5a至圖5e中所說明之實施方式中，第二模部件3b為靜止的且第一模部件3a在壓製方向D _P上相對於第二模部件3b可移動地配置。如由圖5a中之雙箭頭所指示，第一模部件3a經建構以沿著在壓製方向D _P上延伸之軸線以線性移動朝向第二模部件3b及遠離第二模部件3b移動。

在替代實施方式中，第一模部件3a可為靜止的，其中第二模部件3b相對於第一模部件3a可移動地配置，或兩個模部件可相對於彼此可移動地配置。

成型模系統S可具有單空腔組態或替代地具有多空腔組態。單空腔成型模系統僅包含具有第一及第二模部件之一個成型模3。多空腔成型模系統包含兩個或多於兩個成型模3，該兩個或多於兩個成型模各自具有第一及第二模部件。在圖1b及圖2b中，成型模系統S經配置為包含具有第一及第二模部件之複數個成型模3的多空腔成型模系統，其中該等模部件之移動適當地經同步以用於同步成型操作。圖5a至圖5e及圖6a至圖6c中所示的成型模系統S之部分可說明單空腔組態，或替代地多空腔組態之區段。在下文中，將結合多空腔成型模系統描述成型模系統S，但本發明同樣適用於單空腔成型模系統。

應理解，對於根據本發明之所有實施方式，在壓製方向D _P上移動的表述包括沿著在壓製方向D _P上延伸之軸線的移動，且該移動可沿著軸線在相反方向上進行。對於所有實施方式，該表述進一步包括模部件之線性移動及非線性移動兩者，其中在成型期間進行移動之結果為在壓製方向D _P上重定位模部件。

為了在成型模系統S中自空氣成型之纖維素坯件結構2形成纖維素產品1，首先自合適來源提供空氣成型之纖維素坯件結構2。纖維素坯件結構2可由纖維素纖維經空氣成型且配置於輥上或堆疊中。此後，輥或堆疊可與成型模系統S連接地配置。作為替代方案，纖維素坯件結構2可由與成型模系統S連接之纖維素纖維經空氣成型，並直接進料至模部件。

成型模系統S進一步包含進料單元8，該進料單元經建構以用於在進料方向D _F上將纖維素坯件結構2進料至成型模系統S中之成型位置F _POS。如例如圖1b、圖2b、圖5a至圖5e及圖6a至圖6c中所示，進料單元8包含一或多個進料帶8a，該一或多個進料帶用於在進料方向D _F上將纖維素坯件結構2輸送至第一模部件3a與第二模部件3b之間的成型位置F _POS。進料帶8a進一步用於在成型製程期間將纖維素坯件結構固持在適當的位置。進料帶8a可具有用於輸送纖維素坯件結構2之任何合適的組態。在圖6a至圖6b中，以透視圖示意性地說明進料帶8a。進料帶8a可屬於真空型，其具有用於在輸送期間固持纖維素坯件結構2之抽吸通道8b，如圖6a至圖6c所指示。

在圖5a至圖5e及圖6a至圖6c中所說明之實施方式中，進料帶8a配置於第一模部件3a之各側上。進料帶8a合作以將纖維素坯件結構2輸送至圖5a中所示之成型位置F _POS。在成型位置F _POS中，纖維素坯件結構2配置於第一模部件3a與第二模部件3b之間。進料單元8可具有其他合適組態，諸如進料滾輪。

進料單元8在進料方向D _F上將纖維素坯件結構2進料至成型模系統S中之成型位置F _POS。在成型位置F _POS中，如自圖1b及圖2b所理解，各產品區段2a配置於對應第一模部件3a與第二模部件3b之間。產品區段2a因此以對應於一或多個成型模3在成型模系統S中之配置的圖案配置於纖維素坯件結構中，如圖1b及圖2b中所說明。

第一模部件3a經配置以用於經由與對應第二模部件3b互動而形成纖維素產品1。在纖維素產品1之成型期間，在各成型模3中向纖維素坯件結構2施加至少1 MPa，較佳在4 MPa至20 MPa之範圍內之產品成型壓力P _F，及在100℃至300℃之範圍內之產品成型溫度T _F。因此藉由以下操作自第一模部件3a與第二模部件3b之間的纖維素坯件結構2形成纖維素產品1：將該纖維素坯件結構2加熱至在100℃至300℃之範圍內之成型溫度T _F；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之成型壓力P _F壓製該纖維素坯件結構2。當形成纖維素產品1時，在配置於第一模部件3a與第二模部件3b之間的纖維素坯件結構2中之纖維素纖維之間形成強氫鍵。溫度及壓力位準例如在成型製程期間在纖維素坯件結構2中運用配置於纖維素坯件結構2中之纖維素纖維中或與該等纖維素纖維連接地配置之合適感測器加以量測。

當纖維素坯件結構2配置於第一模部件3a與第二模部件3b之間的成型位置F _POS中時，第一模部件3a在壓製方向D _P上朝向第二模部件3b移動，如由圖5b中之箭頭說明。在圖6b中，出於說明之目的，圖5b中之纖維素坯件結構2之位置以無第一模部件3a之透視圖示意性地展示。在成型位置F _POS中，殘餘區段2b及一或多個產品區段2a可在纖維素產品1成型之前，相對於彼此在成型模系統S之壓製方向D _P上至少部分地位移，如圖6b中示意性地說明。在第一模部件3a朝向第二模部件3b移動後，纖維素坯件結構2在該等模部件之間經壓實。在圖5d中所說明之位置中，第一模部件3a已朝向第二模部件3b進一步移動且到達產品成型位置，在該產品成型位置中，成型壓力P _F及成型溫度T _F經施加至纖維素坯件結構2上。在纖維素產品1之成型期間，當在纖維素坯件結構2配置於該等模部件之間的情況下將各第一模部件3a壓向對應第二模部件3b時，用於形成纖維素產品1之成型空腔C形成於各第一模具部件3a與第二模部件3b之間。成型壓力P _F及成型溫度T _F經施加至各成型空腔C中之纖維素坯件結構2。纖維素產品1之形成可進一步包括切割操作，其中在纖維素產品1之成型期間纖維素產品1在成型模系統S中自纖維素坯件結構2切出。模部件可例如經配置有切割裝置以用於此操作。一旦纖維素產品1已在成型模系統S中形成，第一模部件3a就在遠離第二模部件3b之方向上移動，如圖5e中之箭頭所指示，且纖維素產品1可例如藉由使用脫模桿或類似裝置自成型模系統S移除，如圖6c中所指示。

在圖5c至圖5d中，說明例示成型模系統S之位置，其中發生邊緣成型操作以用於形成纖維素產品1之邊緣結構1a。可使用邊緣成型操作來代替切割操作以自纖維素坯件結構2分離纖維素產品1且同時形成邊緣結構1a。第一模部件3a中之各者包含具有突出元件14a之邊緣成型裝置14，該突出元件經建構以壓實及分離纖維素坯件結構2之纖維。突出元件14a經配置有面向第二模部件3b之邊緣區段14b。突出元件14a適當地配置為圍繞邊緣成型裝置14延伸之連續元件，其中突出元件14a具有對應於成型模系統S中產生之纖維素產品1之邊緣形狀或外部輪廓的延伸部。然而，應理解，取決於待形成之纖維素產品1之形狀，突出元件14a可具有任何合適之延伸部，諸如（例如）非連續延伸部。突出元件14a可進一步具有具有邊緣區段14b之尖的橫截面組態，如圖5d中所示。具有邊緣區段14b之突出元件14a可在其他未說明之實施方式中具有其他合適之橫截面組態，諸如圓形或扁平邊緣區段。

如圖5a至圖5e中所說明，邊緣成型裝置14可相對於第一模部件3a之基座結構可移動地配置，且邊緣成型裝置14適用於與配置基座結構中之壓力構件互動。取決於纖維素產品1之形狀及組態，邊緣成型裝置14可具有任何合適之形狀及組態。邊緣成型裝置14可例如在壓製方向D _P上相對於基座結構以滑動方式配置。壓力構件可包含配置於基座結構與邊緣成型裝置14之間的一或多個彈簧14c。壓力構件可替代地經配置為液壓或氣動壓力裝置。在替代未說明之實施方式中，邊緣成型裝置14亦可經建構為不可移動結構，其中突出元件14a配置於第一模部件3a上。邊緣成型裝置可替代地配置於第二模部件3b上，或配置於第一模部件3a及第二模部件3b兩者上。

在第一模部件3a朝向第二模部件3b移動期間，各邊緣成型裝置14之突出元件14a藉由突出元件14a施加至纖維素坯件結構2之力分離該纖維素坯件結構2之一些纖維2a。當第一模部件3a到達第二模部件3b時，如圖5c至圖5d中所示，配置於各邊緣成型裝置14上之止擋構件14d在經壓實邊緣結構1a之成型期間防止在突出元件14a與第二模部件3b之間發生直接接觸，如圖5d中所指示。在圖5a至圖5e中所說明之實施方式中，止擋構件14d經配置為邊緣成型裝置14上之突出部，其在壓製方向D _P上的延伸部大於突出元件14a之延伸部。當第一模部件3a到達第二模部件3b時，各止擋構件14d與對應第二模部件3b交切，如圖5c至圖5d中所示，且經由在壓製方向D _P上之較大延伸部，防止在突出元件14a與第二模部件3b之間發生直接接觸。纖維素坯件結構2中之切割圖案4在纖維素坯件結構2中建立開口，從而允許在各止擋構件14d與對應第二模部件3b之間發生直接接觸，如自圖5d所理解。止擋構件14d可經配置為圍繞各邊緣成型裝置14延伸之連續元件，或替代地為自各邊緣成型裝置14延伸之一或多個突出部。止擋構件14d可替代地配置於第二模部件3b上，或配置於第一模部件3a及第二模部件3b兩者上。

各止擋構件14d在經壓實邊緣結構1a之成型期間防止突出元件14a與對應第二模部件3b之間發生接觸，且藉由此配置，突出元件14a配置於距第二模部件4一段較小距離處。在突出元件14a與第二模部件3b之間形成小間隙。在第一模部件3a朝向第二模部件3b進一步移動後，邊緣成型裝置14被推至第一模部件3a中到達圖5d中所示之邊緣成型位置。當邊緣成型裝置14被推至第一模部件3a中時，形成纖維素產品1之邊緣結構1a。當形成邊緣結構1a時，纖維素坯件結構2之纖維被聚集在各突出元件14a與對應第二模部件3b之間的區域中。同時，將邊緣成型壓力P _EF及邊緣成型溫度T _EF施加至纖維素坯件結構2上。當將邊緣成型壓力P _EF及邊緣成型溫度T _EF施加至纖維素坯件結構2上時，形成經高度壓實之邊緣結構1a。邊緣結構1a適當地形成為圍繞纖維素產品1之周邊延伸之薄邊緣，且經高度壓實形成之邊緣結構1a有效地防止了纖維素產品1分層及吸濕。藉由施加至纖維素坯件結構2上之高邊緣成型壓力P _EF，連同各邊緣區段14b與對應第二模部件3b之間的小距離，形成極薄經壓實纖維素結構，其可用於容易地分離纖維素產品1與成型模部件外的纖維素坯件結構2。薄經高度壓實之纖維素結構在邊緣成型操作期間曝露於高壓縮應力，且在邊緣成型製程期間，當藉由邊緣成型壓力P _EF將高壓力位準施加至纖維素纖維上時，歸因於纖維素結構中之所儲存能量、高張力及/或抗張應力，纖維素纖維斷裂。可再使用在纖維素產品1成型之後剩餘的纖維素坯件結構2中之殘餘纖維。邊緣成型操作係藉由邊緣成型裝置14與產品成型操作一起進行的。

當形成邊緣結構1a時，施加至纖維素坯件結構2上之合適邊緣成型壓力P _EF為至少10 MPa，較佳地在10 MPa至4000 MPa之範圍內，或更佳在100 MPa至4000 MPa之範圍內。當形成邊緣結構1a時，施加至纖維素坯件結構2上之合適邊緣成型溫度T _EF係在50℃至300℃之範圍內，較佳在100℃至300℃之範圍內。

用於建立產品成型壓力之變形元件E可與各第一模部件3a及/或第二模部件3b連接地配置。在圖5a至圖5e中所說明之實施方式中，變形元件E附接至第一模部件3a。藉由使用變形元件E，成型壓力P _F可為均衡成型壓力。

對於所有實施方式，第一模部件3a及/或第二模部件3b可包含變形元件E，且該等變形元件E經建構以用於在纖維素產品1之成型期間將成型壓力P _F施加於成型空腔C中之纖維素坯件結構2上。變形元件E可藉由合適附接構件，諸如（例如）黏膠或機械緊固構件附接至第一模部件3a及/或第二模部件3b。在纖維素產品1之成型期間，變形元件E發生變形以將成型壓力P _F施加於成型空腔C中之纖維素坯件結構2上，且經由變形元件E之變形，即使纖維素產品1具有複雜三維形狀或在纖維素坯件結構2具有不同厚度時，亦能達成均勻的壓力分佈。為了將所需成型壓力P _F施加於纖維素坯件結構2上，變形元件E係由在施加力或壓力時可變形的材料製成，且變形元件E適當地由能夠在變形之後恢復大小及形狀的彈性材料製成。變形元件E可進一步由具有合適性質之材料製成，該材料能承受在形成纖維素產品1時使用的高位準之成型壓力P _F及成型溫度T _F。

某些彈性或可變形材料在曝露於高壓力位準時具有類流體性質。若變形元件E由此材料製成，則可在成型製程中達成均勻的壓力分佈，其中自變形元件E施加於成型空腔C中之纖維素坯件結構2上之壓力在模部件之間的所有方向上均相等或基本上相等。當各變形元件E在壓力下處於其類流體狀態時，能達成均勻的類流體壓力分佈。成型壓力P _F藉由此材料因此能自所有方向被施加至纖維素坯件結構2，且以此方式，變形元件E在纖維素產品1之成型期間將均衡成型壓力施加於纖維素坯件結構2上。各變形元件E可由一或多種彈性材料之合適結構製成，且作為一實例，變形元件E可由聚矽氧橡膠、聚胺脂、聚氯丁二烯或硬度在20至90肖氏A範圍內之橡膠的塊狀結構或基本上塊狀結構製成。用於變形元件E之其他材料可例如為合適的凝膠材料、液晶彈性體及MR流體。

成型模系統S進一步包含加熱單元。加熱單元經建構以用於將成型溫度T _F施加至各成型空腔C中之纖維素坯件結構2上。加熱單元經進一步適當建構以用於在邊緣成型操作期間將邊緣成型溫度T _EF施加至纖維素坯件結構2上。加熱單元可具有任何合適之組態。合適的加熱單元，諸如一或多個經加熱成型模部件，可用於建立成型溫度T _F及邊緣成型溫度T _EF。加熱單元可整合於或澆鑄至第一模部件3a及/或第二模部件3b中，且合適之加熱裝置為例如電加熱器，諸如電阻器元件或流體加熱器。亦可使用其他合適之熱源。

在圖8a中，示意性地說明纖維素坯件結構2之替代實施方式。纖維素坯件結構2包含一或多個所界定產品區段2a及殘餘區段2b，其中該等殘餘區段2b與該一或多個產品區段2a連接地配置。在成型模系統S中之成型操作之前，將殘餘區段2b壓縮至高於一或多個產品區段2a之壓縮度D _C的第一壓縮度D _C1，如自該圖所理解。纖維素坯件結構2進一步包含配置於一或多個產品區段2a與殘餘區段2b之間的一或多個過渡區段2c。在過渡區段2c中，壓縮度在第一壓縮度D _C1與一或多個產品區段2a之壓縮度D _C之間變化。在此實施方式中，一或多個產品區段2a可經壓縮至第二壓縮度D _C2，其中第一壓縮度D _C1高於該第二壓縮度D _C2。各別區段可具有如上文所描述之密度。

圖1a、圖2a及圖8a中之纖維素坯件結構2的組態可藉由以上所描述之進料單元8進料至成型位置F _POS。在圖8b至圖8c中所示之替代實施方式中，進料單元8替代地具有用於將纖維素坯件結構2輸送至進料位置F _POS之牽引車進料組態。進料單元8包含第一滾輪15a及第二合作滾輪15b，且纖維素坯件結構2配置於該等滾輪之間，如圖8b中所示。第一滾輪15a及第二滾輪15b壓實纖維素坯件結構2以用於形成產品區段及殘餘區段2b。第一滾輪15a包含用於以與結合圖1b及圖2b所描述相似之方式形成產品區段2a之凹入部分16a。第一滾輪15a之非凹入部分16b配置於凹入部分16a之各側上以用於形成殘餘區段2b。相對於凹入部分16a，第一滾輪15a在非凹入部分16b中包含複數個穿孔切割機17以用於形成以纖維素坯件結構2之列R配置的牽引車進料孔18。牽引車進料孔18係用於輸送纖維素坯件結構2。在圖8b中所說明之實施方式中，第一滾輪15a配置有五列穿孔切割機17，該等穿孔切割機配置於各別凹入部分16a之各側上。穿孔切割機17以此方式在纖維素坯件結構2中形成五列R牽引車進料孔18。進料單元8進一步包含用於將纖維素坯件結構2進料至進料位置F _POS之鏈輪19，其中該等鏈輪嚙合牽引車進料孔18。在圖8c中，第一滾輪15a及第二滾輪15b被更詳細地說明為具有複數個穿孔切割機17。穿孔切割機17經配置為在纖維素坯件結構2中切割出牽引車進料孔18的尖銳突出部。牽引車進料孔18可由穿孔切割機部分地切割，如在圖8b中之纖維素坯件結構2之放大部分中所說明，以避免殘餘材料之鬆散分離之切出件18a。牽引進料孔18在進料操作期間嚙合鏈輪19。部分切割之牽引車進料孔18可經配置有連接部分18b，該等連接部分具有鉸鏈狀組態以用於固持連接至纖維素坯件結構2之纖維材料之切出件18a，如圖8b中所示。連接部分18b相對於部分切割之牽引車進料孔18之旋轉置放可在切割圖案中交替以改良牽引車進料孔18與鏈輪19之間的對齊，如在圖8b中之纖維素坯件結構2之放大部分中所說明。在圖8b中，兩個鄰近牽引車進料孔18之連接部分18b相對於其各別牽引車進料孔18配置於相對側上。

已在上文參考特定實施方式呈現本發明。然而，不同於上文所描述的實施方式的其他實施方式係可能的且在本發明之範圍內。可在本發明之範圍內提供與上文所描述之方法步驟不同的方法步驟，藉由硬體或軟體來執行該方法。因此，根據例示性實施方式，提供非暫時性電腦可讀儲存媒體，其儲存經建構以由成型模系統S之控制單元之一或多個處理器執行的一或多個程式，該一或多個程式包含用於執行根據上文所論述之實施方式中之任一者之方法的指令。替代地，根據另一例示性實施方式，雲端計算系統可經建構以執行本文中呈現之方法態樣中的任一者。雲端計算系統可包含在一或多個電腦程式產品的控制下聯合地執行本文中呈現之方法態樣的分佈式雲端計算資源。此外，處理器可連接至一或多個通信介面及/或感測器介面以用於與諸如感測器、場外伺服器或基於雲端之伺服器之外部實體接收及/傳輸資料。

成型模系統S之一或多個處理器可為或包括用於進行資料或信號處理或用於執行儲存於記憶體中之電腦程式碼的任何數目個硬體組件。系統可具有相關聯之記憶體，且該記憶體可為用於儲存資料及/或電腦程式碼以完成或促進本說明書中所描述之各種方法的一或多個裝置。該記憶體可包括揮發性記憶體或非揮發性記憶體。記憶體可包括資料庫組件、目標碼組件、指令碼組件或用於支援本說明書之各種活動的任何其他類型之資訊結構。根據例示性實施方式，任何分佈式或本端記憶體裝置可與本說明書之系統及方法一起使用。根據例示性實施方式，記憶體可通信地連接至處理器（例如，經由電路或任何其他有線、無線或網路連接），且包括用於執行本文中所描述之一或多個製程的電腦程式碼。

應瞭解，上文描述在本質上僅為例示性的且並不意欲限制本發明、其應用或用途。雖然已在本說明書中描述且在圖式中說明特定實例，但所屬技術領域中具有通常知識者應理解，在不脫離如申請專利範圍中所定義的本發明之範圍的情況下，可進行各種改變且可用等效物取代其元件。此外，在不脫離本發明之基本範圍之情況下，可進行修改以使特定情形或材料適應本發明之教示。因此，希望本發明不限於藉由圖式說明且在本說明書中描述為當前涵蓋用於進行本發明之教示的最佳模式之特定實例，而是本發明之範圍將包括落在前述描述及隨附申請專利範圍內之任何實施方式。申請專利範圍中所提及之參考符號不應被視為限制受申請專利範圍保護之主題的範圍，且其唯一功能應為使得申請專利範圍更易於理解。

1:纖維素產品 1a:邊緣結構 2:纖維素坯件結構 2a:產品區段 2b:殘餘區段 2c:過渡區段 3:成型模 3a:第一模部件 3b:第二模部件 4:切割圖案 4a:橋接結構 5:第一切割部 5a:第一切線 5b:第一中間區段 6:第二切割部 6a:第二切線 6b:第二中間區段 7:額外切割部 7a:額外切線 7b:額外中間區段 8:進料單元 8a:進料帶 8b:抽吸通道 9:切割單元 10:旋轉模切機 10a:模切機 10b:鐵砧輥 11:壓實單元 11a:第一壓實滾輪 11b:第二壓實滾輪 12:凹槽 14:邊緣成型裝置 14a:突出元件 14b:邊緣區段 14c:彈簧 14d:止擋構件 15a:第一滾輪 15b:第二滾輪 16a:凹入部分 16b:非凹入部分 17:穿孔切割機 18:牽引車進料孔 18a:切出件 18b:連接部分 19:鏈輪 20:壓製切割裝置 20a:板結構 20b:切割元件 20c:壓力缸 20d:鐵砧結構 C:成型空腔 D _C1:第一壓縮度 D _C2:第二壓縮度 D _F:進料方向 D _P:壓製方向 E:變形元件 F _POS:成型位置 P _EF:邊緣成型壓力 P _F:成型壓力 R:列 T _EF:邊緣成型溫度 T _F:成型溫度 S:成型模系統

將在下文中參考隨附圖式來詳細地描述本發明，在該等圖式中 [圖1a至圖1b]以透視圖示意性地展示根據本發明的纖維素坯件結構及具有壓實單元之成型模系統， [圖2a至圖2c]以透視圖示意性地展示根據本發明的具有切割圖案之纖維素坯件結構及具有切割單元之成型模系統， [圖3a至圖3b]以俯視圖及以正視圖示意性地展示根據本發明的呈多空腔組態之具有切割圖案的纖維素坯件結構， [圖4a至圖4b]以俯視圖及以正視圖示意性地展示根據本發明的呈單空腔組態或多空腔組態之區段的具有切割圖案之纖維素坯件結構， [圖5a至圖5e]以正視圖示意性地展示根據本發明的成型模系統， [圖6a至圖6c]以透視圖示意性地展示根據本發明的不具有第一模部件之成型模系統及具有進料帶之進料單元， [圖7a至圖7e]以俯視圖示意性地展示根據本發明的具有不同切割圖案之纖維素坯件結構， [圖8a至圖8c]以透視圖及以正視圖示意性地展示根據本發明之替代實施方式的纖維素坯件結構及成型模系統，及 [圖9a至圖9b]以正視圖示意性地展示根據本發明之替代實施方式的具有切割單元之成型模系統。

2:纖維素坯件結構

2a:產品區段

2b:殘餘區段

3:成型模

3a:第一模部件

3b:第二模部件

8:進料單元

8a:進料帶

11:壓實單元

11a:第一壓實滾輪

11b:第二壓實滾輪

12:凹槽

D_F:進料方向

D_P:壓製方向

F_POS:成型位置

S:成型模系統

Claims (19)

1. 一種用於在一成型模系統（S）中自一空氣成型之纖維素坯件結構（2）形成纖維素產品（1）之方法，其中該成型模系統（S）包含一或多個成型模（3），其中各成型模（3）包含一第一模部件（3a）及一第二模部件（3b），該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在該等纖維素產品（1）之該成型期間彼此合作，其中該方法包含以下步驟： 提供該纖維素坯件結構（2），且在該纖維素坯件結構（2）中界定一或多個產品區段（2a）及包圍該一或多個產品區段（2a）或與該一或多個產品區段連接地配置之一殘餘區段（2b）； 將該殘餘區段（2b）之至少一部分壓縮至高於該一或多個產品區段（2a）之一壓縮度（D _C）的一第一壓縮度（D _C1）； 在一進料方向（D _F）上將該纖維素坯件結構（2）進料至該成型模系統（S）中之一成型位置（F _POS），其中在該成型位置（F _POS）中，各產品區段（2a）配置於一對應第一模部件（3a）與一第二模部件（3b）之間； 藉由以下操作自該第一模部件（3a）與該第二模部件（3b）之間的該纖維素坯件結構（2）形成該等纖維素產品（1）：將該纖維素坯件結構（2）加熱至在100℃至300℃之範圍內之一成型溫度（T _F）；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之一成型壓力（P _F）壓製該纖維素坯件結構（2）。
2. 如請求項1之方法，其中該纖維素坯件結構（2）進一步包含配置於該一或多個產品區段（2a）與該殘餘區段（2b）之間的一或多個過渡區段（2c），其中在該一或多個過渡區段（2c）中，壓縮度在該第一壓縮度（D _C1）與該一或多個產品區段（2a）之該壓縮度（D _C）之間變化。
3. 如請求項1或2之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：在將該纖維素坯件結構（2）進料至該成型位置（F _POS）之前將該一或多個產品區段（2a）之至少一部分壓縮至一第二壓縮度（D _C2），其中該第一壓縮度（D _C1）高於該第二壓縮度（D _C2）。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：在該成型位置（F _POS）中，在該等纖維素產品（1）成型之前，使該殘餘區段（2b）及該一或多個產品區段（2a）相對於彼此在該成型模系統（S）之一壓製方向（D _P）上至少部分地位移。
5. 如請求項2至4中任一項之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：至少部分地在各產品區段（2a）周圍之該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）中配置一切割圖案（4）；其中各切割圖案（4）在該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）中形成至少一個橋接結構（4a）以用於保持各產品區段（2a）與該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）部分地連接。
6. 如請求項5之方法，其中各切割圖案（4）包含在一對應產品區段（2a）周圍並與該對應產品區段連接地配置之一非連續第一切割部（5），其中該非連續第一切割部（5）包含一或多條第一切線（5a），該一或多條第一切線（5a）之間有一或多個第一中間區段（5b），其中該一或多個第一中間區段（5b）形成該至少一個橋接結構（4a）。
7. 如請求項5之方法，其中各切割圖案（4）包含在一對應產品區段（2a）周圍並與該對應產品區段連接地配置之一第一切割部（5），其中該第一切割部（5）包含一第一切線（5a）與形成該至少一個橋接結構（4a）之一第一中間區段（5b）。
8. 如請求項5之方法，其中各切割圖案（4）包含在一對應產品區段（2a）周圍並與該對應產品區段連接地配置之一非連續第一切割部（5），及在該非連續第一切割部（5）周圍並相對於該產品區段（2a）自該非連續第一切割部（5）向外地配置之一非連續第二切割部（6）。
9. 如請求項8之方法，其中該非連續第一切割部（5）包含一或多條第一切線（5a）與該一或多條第一切線（5a）之間的一或多個第一中間區段（5b），其中該非連續第二切割部（6）包含一或多條第二切線（6a）與該一或多條第二切線（6a）之間的一或多個第二中間區段（6b），其中該一或多個第一中間區段（5b）及該一或多個第二中間區段（6b）形成該至少一個橋接結構（4a）。
10. 如請求項9之方法，其中該非連續第一切割部（5）及該非連續第二切割部（6）相對於彼此以一重疊關係配置，其中該一或多條第一切線（5a）與該一或多個第二中間區段（6b）重疊，且其中該一或多條第二切線（6a）與該一或多個第一中間區段（5b）重疊。
11. 如請求項8至10中任一項之方法，其中各切割圖案（4）進一步包含在該非連續第二切割部（6）周圍並相對於該產品區段（2a）自該非連續第二切割部（6）向外地配置之至少一個非連續額外切割部（7），其中該至少一個非連續額外切割部（7）中之各者包含一或多條額外切線（7a）與該一或多條額外切線（7a）之間的一或多個額外中間區段（7b）。
12. 如請求項6至11中任一項之方法，其中各切割部（5，6，7）延伸通過該纖維素坯件結構（2）。
13. 如請求項6至12中任一項之方法，其中該等中間區段（5b，6b，7b）中之至少一者包含部分延伸通過該纖維素坯件結構（2）之一切口。
14. 如請求項5至13中任一項之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：運用一切割單元（9）在各產品區段（2a）周圍的該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）中配置該一或多個切割圖案（4）。
15. 如請求項14之方法，其中該切割單元（9）經配置為一旋轉模切機（10），其中該方法進一步包含以下步驟： 在一單個操作步驟中形成該一或多個切割圖案（4），且運用該旋轉模切機（10）壓縮該殘餘區段（2b）之至少一部分；或在一單個操作步驟中形成該一或多個切割圖案（4），運用該旋轉模切機（10）壓縮該殘餘區段（2b）之至少一部分且壓縮該一或多個產品區段（2a）之至少一部分。
16. 如請求項1至15中任一項之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：在該等纖維素產品（S）之成型期間，在該成型模系統（S）中自該纖維素坯件結構（2）切割出該等纖維素產品（1）。
17. 如請求項1至16中任一項之方法， 其中該一或多個產品區段（2a）以對應於該一或多個成型模（3）在該成型模系統（S）中之配置的一圖案配置於該纖維素坯件結構（2）中。
18. 一種用於自一空氣成型之纖維素坯件結構（2）形成纖維素產品（1）之成型模系統（S），該空氣成型之纖維素坯件結構包含一或多個所界定產品區段（2a）及包圍該一或多個產品區段（2a）或與該一或多個產品區段連接地配置之一所界定殘餘區段（2b），其中該成型模系統（S）包含一或多個成型模（3），其中各成型模（3）包含一第一模部件（3a）及一第二模部件（3b），該第一模部件及該第二模部件經建構以用於在該等纖維素產品（1）之該成型期間彼此合作， 其中該成型模系統（S）進一步包含：一壓實單元（11），其經建構以用於將該殘餘區段（2b）之至少一部分壓縮至高於該一或多個產品區段（2a）之一壓縮度（D _C）的一第一壓縮度（D _C1）；及一進料單元（8），其經建構以用於在一進料方向（D _F）上將該纖維素坯件結構（2）進料至該成型模系統（S）中之一成型位置（F _POS），其中在該成型位置（F _POS）中，各產品區段（2a）配置於一對應第一模部件（3a）與一第二模部件（3b）之間； 其中該一或多個成型模（3）經建構以用於：藉由以下操作自該第一模部件（3a）與該第二模部件（3b）之間的該纖維素坯件結構（2）形成該等纖維素產品（1）：將該纖維素坯件結構（2）加熱至在100℃至300℃之範圍內之一成型溫度（T _F）；及以在1 MPa至100 MPa，較佳4 MPa至20 MPa範圍內之一成型壓力（P _F）壓製該纖維素坯件結構（2）。
19. 一種用於在一成型模系統（S）中形成纖維素產品（1）之纖維素坯件結構（2），其中該纖維素坯件結構（2）經空氣成型且包含一或多個所界定產品區段（2a）及包圍該一或多個產品區段（2a）或與該一或多個產品區段連接地配置之一所界定殘餘區段（2b），其中該殘餘區段（2b）之至少一部分具有高於該一或多個產品區段（2a）之一壓縮度（D _C）的一第一壓縮度（D _C1），其中該纖維素坯件結構（2）進一步包含： 配置於該一或多個產品區段（2a）與該殘餘區段（2b）之間的一或多個過渡區段（2c），其中在該過渡區段（2c）中，壓縮度在該第一壓縮度（D _C1）與該一或多個產品區段（2a）之該壓縮度（D _C）之間變化；及 至少部分地在各產品區段（2a）周圍之該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）中的一切割圖案（4）；其中各切割圖案（4）在該殘餘區段（2b）及/或該過渡區段（2c）中形成至少一個橋接結構（4a）。

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