用於形成片材的設備、成型裝置和方法
2023-07-01 19:53:11
專利名稱：用於形成片材的設備、成型裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用於形成片形材料的設備、成型裝置和方法。可以採用下述設備、成型裝置和方法成型的片形材料的例子是天然纖維和塑料為基礎的材料，這種材料通常可以用作包裝容器，食品盤子和杯子，藥品用途的發泡產品等。
以天然纖維為基礎的材料是從木質纖維、纖維素或其它材料，例如以商標「mould paper」為人所知的現有技術材料中獲得的。由於環境的原因，所述材料受到銷費者和包裝專家的喜愛；由於它們的成分，所述材料實際上可以比在包裝工業中傳統上採用的塑料更易於回收或處理。
目前，通常採用兩種熱成型技術對片形材料進行成型，即，垂直成型技術和水平成型技術。
在垂直成型設備中，兩條適於生產容器的兩個相對部分的片形材料帶穿過一個或多個預熱站，所述預熱站將片形材料帶加熱到接近構成片形材料帶的塑料的軟化溫度。
隨後，在一個密封站將兩個帶材沿與要成型的容器邊緣對應的預定輪廓進行密封。該輪廓在一個開口處中斷，在隨後的一個或多個成型站上，通過該開口注入適於對片形材料充氣的壓縮空氣，所述片形材料因此膨脹以便按照一個模具的幾何形狀變形，在所述模具中的片形材料插入到成型站中。
使片形材料膨脹的壓縮空氣通過適當的導管注入，各個導管被一個限定在一個半模中的第一壁、和一個限定在一個第二半模中的第二壁約束起來，所述第一半模和第二半模可以向彼此移動以靠近片形材料上。
已經通過開口被注入的壓縮氣體隨後被用於填充包裝材料所形成的容器，並且最終被密封。
該類型的設備所能獲得的容器特別適用於填充流體或膏狀產品，但是不適用生產這樣的容器，所述容器由一對外殼形成，所述外殼在將一個通常由固體組成的物體放入它們之間後應當相互連接。
進而，在這種類型的設備中，成型作用僅由壓縮空氣執行，所述壓縮空氣使被加熱的材料變形，採用該系統，僅可以獲得具有有限深度的容器，這是因為空氣本身的作用不足以使片形材料變形超過某一極限。
如果使用垂直成型設備對以天然纖維為基礎的材料進行熱變形，則缺點特別嚴重，因為天然纖維與塑料膜相比具有更加有限的拉伸和變形能力特性。由於這一原因，利用垂直成型設備可以獲得由天然纖維材料製成的、具有特別有限深度的容器。
按照水平成型技術，一個片形材料被預加熱到接近軟化溫度的溫度，並且在隨後的成型站中利用一個與一個凹模配合的衝頭成型，以便成型出按照所需幾何形狀的片形材料。利用衝頭和凹模進行成型的機械作用伴隨以氣動裝置的作用，所述氣動裝置用於確保片形材料以規定的方式粘附到衝頭和凹模上並且不會起皺。
水平成型技術能夠製造具有很大深度的容器，但是被成型的材料承受很高的應力，該應力遠遠大於設定的變形。
片形材料很難承受這種應力。
這種缺點在採用以天然纖維為基礎的材料的情況下特別顯著，在衝頭和凹模的聯合作用下，材料傾向於開裂或纖維斷裂，前面已經提到，這種材料的變形性和回彈能力比塑料膜低。
本發明的一個目的是改進用於形成片形材料的設備、成型裝置和現有方法。
本發明進一步的目的是提供一種用於甚至可以按照具有很大深度的複雜形狀來形成片形材料的設備、成型裝置和方法，而不使材料承受過大的機械應力。
本發明進一步的目的是提供一種用於形成片形材料設備、成型裝置和方法，從而獲得質量良好的產品並且限制或者是甚至排除引起損傷或斷裂的風險。
本發明進一步的目的是獲得適於形成片形材料的設備和成型裝置，所述設備和成型裝置結構簡單並且效率很高。
在本發明的第一個方案中，提供一種用於形成片形材料、特別是形成以天然纖維為基礎的片形材料的設備，該設備依次包括適於使所述片形材料更易於變形的形變促進裝置，適於使所述片形材料變形的成型裝置，其特徵在於，所述形變促進裝置是變形促進材料裝置。
在一個優選實施例中，變形促進材料裝置包括液體裝置，特別是水。
在一個更優選的實施例中，成型裝置包括適於使片形材料機械變形的機械成型裝置，和一個流體成型裝置。
優選地，該流體成型裝置包括適於氣動成型片形材料的氣動成型裝置。
根據本發明的這一方案，可以對片形材料進行成型，特別是對以天然橡膠為基礎的片形材料進行成型，而不產生損傷或撕裂。
實際上，形變促進裝置通過使構成所述片形材料的纖維物質具有可塑性並且通過輔助機械成型裝置的加工對片形材料進行軟化，所述機械成型裝置的工作是由流體成型裝置輔助的，其可以使片形材料形成所需的形狀。
所述形狀可以非常複雜並且具有顯著的深度，由於通過變形促進材料裝置賦予片形材料的可塑性，片形材料可以非常容易地進行變形。
在另一個優選實施例中，進一步提供一種流動約束裝置，該裝置適於限制流體成型裝置流過所述片形材料。
優選為，流動約束裝置包括一個優選以塑料材料為基礎的隔膜裝置。
這使得流體成型裝置即使當要成型的片形材料具有很多的孔時也可以成功地執行它的任務，而以天然纖維為基礎的材料就是片形材料具有很多孔的一個例子。
在一個更加優選的實施例中，提供一種排空裝置，用於排空形變促進材料，所述排空裝置適於在形變促進材料已經完成其任務之後從片形材料中去除形變促進材料。
優選地，該排空裝置包括適於加熱片形材料以便使形變促進材料蒸發的加熱裝置。
由於該排空裝置，所述片形材料在由成型裝置成型之後，可以恢復到其原始濃度，並且恢復其所特有的全部機械抗性和剛性，從而使其適於應用。
在本發明的第二個方案中，提供一種用於形成片形材料的成型裝置，包括適於成型所述片形材料的成型部分的流體成型裝置，其特徵在於，進一步提供一種流動約束裝置，該裝置適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料。
在一個優選實施例中，流動約束裝置包括一個隔膜裝置。
優選地，隔膜裝置對於流體成型裝置基本上是不可滲透的。
進一步優選地，該隔膜裝置由塑料材料製成。
在一個更加優選的實施例中，流體成型裝置包括一個氣動成型裝置。
優選地，該成型裝置包括與流體成型裝置配合工作的機械成型裝置。
由於流動約束裝置使得可以採用流體成型裝置，而流體成型裝置確保片形材料精確地粘附到機械成型裝置上，所以根據本發明的這一方案，可以對相對多孔的片形材料，例如以天然纖維為基礎的材料進行成型，從而獲得質量良好的結果。這防止了皺褶和其它不規則性的形成。
在一個優選實施例中，該成型裝置包括至少一個被導管裝置穿過的主體，該導管裝置能夠使流體成型裝置通過，所述導管裝置以一個設置在所述至少一個主體的成型區的開口終結，所述成型區與所述隔膜裝置相連，所述隔膜裝置可以被所述流體成型裝置變形。
在一個優選實施例中，導管裝置由完全包含在所述至少一個主體中的壁限定。
在另一個優選實施例中，所述開口面對所述隔膜，並且面對要成型的片形材料。
在一個更優選的實施例中，所述至少一個主體包括一個第一主體，第一主體內具有開口裝置，所述開口在其內部形成。
優選地，所述隔膜被固定在所述第一主體外周。
在另一個優選實施例中，所述至少一個主體包括一個第二主體，在第二主體中形成一個空腔，該空腔作為凹模，用以在成型過程中接收片形材料。
優選地，在空腔內進一步形成所述開口裝置的開口。
在一個更加優選的實施例中，第一主體和第二主體可以在一個靜止位置和操作位置之間彼此相對和遠離地移動，在所述靜止位置中，第一主體和第二主體相互分開，以便片形材料可以放置在它們之間，在所述操作位置中，第一主體和第二主體相互接觸以壓在片形材料上。
當第一主體和第二主體處於操作位置上時，通過所述開口注入流體成型裝置，並且與隔膜相互作用，以便使片形材料變形。
同時，通過其它開口抽出其它流體成型裝置，以便將流體從空腔中抽出。
按照這種方式，流體成型裝置執行雙重的成型作用，在一側上使其增壓，通過隔膜對空腔裝置中的片形材料加壓，並且在另一側上進行抽空，以便產生真空從而將片形材料吸引向形成空腔的壁。
按照這種方式，可以有利地對多孔的並且因此可以滲透流體成型裝置的片形材料，例如以天然纖維為基礎的材料進行成型。該隔膜裝置實際上對流體成型裝置而言是一個屏障流體成型裝置實際上使隔膜裝置變形，而隔膜裝置又順次使片形材料變形。
採用本發明的這一優選實施例，可以獲得用於形成片形材料的成型裝置，它甚至不需要採用變形衝頭或任何機械成型裝置便能夠獲得具有給定深度的容器。
按照這種方式，片形材料承受更加有限的應力，這大大降低了片形材料破損或斷裂的風險。
在本發明的第三個方案中，提供一種用於形成片形材料，特別是形成以天然纖維為基礎的片形材料的方法，該方法依次包括分配適於使所述片形材料更易於變形且對所述片形材料部分進行成型的形變促進裝置，其特徵在於，所述分配形變促進裝置包括分配形變促進材料。
在一個優選實施例中，所述分配形變促進材料包括分配液體，特別是水。
採用本發明的這一方案，可以獲得甚至是按照複雜的形狀對片形材料進行成型的方法。實際上，形變促進材料對片形材料進行軟化，並且使其具有可塑性，這種可塑性使片形材料可以在一個範圍很寬並且還包括很深的凹槽的形狀內變形，而不產生損傷和斷裂。
在一個優選實施例中，所述成型包括採用機械成型裝置對片形材料進行機械成型。
在另一個優選實施例中，所述成型包括採用流體成型裝置，優選為氣動成型裝置。
在一個更加優選的實施例中，所述方法進一步包括在流體成型裝置和片形材料之間插入適於防止流體成型裝置流過所述材料的流動約束裝置。
優選地，所述插入流動約束裝置包括插入隔膜裝置。
進一步優選地，所述成型包括通過衝頭使隔膜變形，所述隔膜在衝頭的至少一個作用表面反卷。
由於隔膜裝置，即使片形材料是相對多孔的，當其受到流體成型裝置作用時也會粘附到衝頭上，從而防止皺褶變形或其它缺陷產生，並且確保高品質的最終結果。
在一個更加優選的實施例中，該方法進一步包括形變促進材料的排空。
優選地，所述排空包括加熱該片形材料，以便使形變促進材料蒸發。
按照這種方式，片形材料在變形成所需形狀之後可以恢復其濃度和其物理和機械特性。
在本發明的第四個方案中，提供一種用於形成片形材料的方法，包括通過流體成型裝置成型所述片形材料部分，其特徵在於，其進一步包括在所述流體成型裝置和所述片形材料之間插入適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料的流動約束裝置。
在一個優選實施例中，所述流動約束裝置的插入包括插入優選由塑料材料製成的隔膜裝置。
在另一個優選實施例中，所述成型包括通過氣動成型裝置對片形材料進行成型。
在一個更優選的實施例中，所述成型進一步包括通過機械成型裝置成型所述片形材料。
採用本發明的這一方案，並且特別是通過插入隔膜裝置，使得即使對於相對多孔的片形材料也可以用流體成型裝置進行成型，該流體成型裝置確保片形材料按照一個沒有皺褶的規則結構變形。
因此，可以獲得高品質的最終結果。
參照附圖可以更好地理解和實現本發明，所述附圖表示出了一些例子和非限定性的實施例，其中
圖1是根據本發明的用於形成片形材料的設備的示意性主視圖；圖2是圖1中的設備的示意性平面圖；圖3是圖1中設備的成型裝置的放大剖視示意圖；圖4是沿根據本發明的成型裝置和尚未變形的片形材料的垂直平面的剖視圖；圖5是與圖4類似的剖視圖，表示在對片形材料成型過程中的成型裝置；
圖6是與圖4類似的剖視圖，表示一個同時成型一對片形材料薄膜的成型裝置的變形；圖7是成型裝置的另一個變形的半模的平面圖，其中，形成多個適於從一個單一的片形材料薄膜成型出各個容器殼體的空腔；圖8表示設有變形隔膜裝置的另一個半模的平面圖，所述另一個半模可以與圖7中的半模相連；圖9是沿根據本發明的成型裝置的另一個變形的水平面剖開的剖視圖；圖10是沿隔膜裝置的一個優選實施例的垂直平面剖開的剖視圖；圖11是與圖10中所示類似的剖視圖，表示隔膜裝置的另一個優選實施例。
圖1和圖2表示一個用於形成例如以天然纖維為基礎的片形材料2的設備1，通過一個未示出的松卷裝置從一個捲筒3上展開片形材料2並且按箭頭F1所指的方向沿一個傳送和生產線引導。
片形材料2穿過一個潤溼站4，在潤溼站中利用一個分配裝置6以液體物質5對其進行溼潤，所述分配裝置6例如包括一組噴嘴，過量的液體物質5被收集到一個位於片形材料2下面的溜槽7中。作為噴嘴的替代方案，可以用任何現有技術的分配裝置施加液體物質5，例如通過將片形材料放置在一個適當的浴室中或者通過用被液體物質5浸透的海綿輥使其溼潤，或者也可以採用其它方式。
優選地，液體物質5主要包含水，水透過片形材料2並從而作為形變促進裝置，換而言之，通過使纖維形成膏狀而對片形材料2進行軟化，以便使片形材料2具有高度的可塑性，這使得其易於按照一個預定的幾何形狀成型。
液體物質5也可以包含溶劑或分散形式的添加劑，這使得材料2在成型後一次返回到其原始狀態，具體的特性為例如適於增加材料2的硬度的添加劑，如澱粉，或者適於改善材料2的隔離特性的防護添加劑，或者適於對材料2消毒的其它物質，例如H2O2或特殊的粉末。
在被溼潤並隨後獲得高水平的變形性之後，材料2進入一個成型站8，該成型站8包括適於按照所需的形狀對材料2進行成型的模具9。所述模具9設有機械成型裝置，該機械成型裝置包括一個適於在材料2已經成型之後接收材料2的一部分的凹模10，和一個適於對材料2的所述部分進行成型的衝頭11。所述衝頭11被固定到一個可沿箭頭F2所示的方向在一個自由位置和一個未示出工作位置之間移動的杆12上，如圖1所示，在所述自由位置中衝頭11位於未變形的材料2之上，在所述工作位置中，衝頭11通過推動材料2以使材料2與凹模10所設有的空腔13a的壁13接觸而對材料2進行變形。
在一個鐘罩14中模具9頂部被封閉，其內形成一個密封的空腔15。進而，流體成型裝置與所述模具9相連，該流體成型裝置也可以包括氣動流體成型裝置，例如一個通過在頂壁上形成的孔16進入到空腔15中的壓縮空氣流，或者任何其它適當的流體。氣流可以穿過形成於衝頭11中的未示出的孔，通過將片形材料2點對點地推壓在空腔13a的壁13上促進了片形材料2的變形。
氣動成型裝置進一步包括從多個抽取導管16a抽出的空氣，該抽取導管16a形成於凹模10中，並且適於通過未示出的空氣抽出裝置或真空形成裝置從空腔13a中抽取空氣。
按照這種方式，可以確定，材料2要變形的部分以一個規則的方式放置在衝頭11和凹模10之間，不會導致皺褶或其它缺陷。
為了使氣動成型裝置以上述方式工作，如圖3中詳細所示，在片形材料2和鐘罩14之間插入流動約束裝置，該流動約束裝置包括一個隔膜17，所述隔膜17對於氣流或其它流體基本上是不可滲透的。隔膜17被固定到鐘罩14上，以便封閉所述鐘罩14並且優選地由塑料材料製成，例如，聚氨酯或矽酮樹脂；所述塑料具有較薄的厚度和顯著的彈性特性，以便在衝頭11的作用下變形並隨後當從凹模10上抬起衝頭11時返回未變形前的形狀，以便進入到其自由位置。
為了對片形材料2進行成型，衝頭11下降到工作位置並且對隔膜17進行變形，所述隔膜卷在衝頭11的一個或多個作用面11a上。壓縮空氣的氣流通過孔16進入到空腔15中，與衝頭11的機械作用一起對隔膜17和材料2進行成型。推動片形材料2以使其變形的隔膜17由於從抽取導管16a抽出空氣而被促進粘附到凹模10的空腔13a上；按照這種方式，引導材料2，以便點對點地精確形成空腔13a的形狀。即使在材料2為多孔材料時隔膜17也可以使氣流對材料2進行成型，無論氣流是從空腔15送來的壓縮空氣或者是通過凹模10的導管16a進入的空氣，這樣氣流將傾向於從多孔的材料中穿過而沒有機會對其進行成型。實際上，通過將其插入到材料2和氣流之間，隔膜17作為一個對後者的屏障並且被變形，點對點地對材料施加壓力。
在成型站8中，進一步設有排空裝置，以便在材料2已經成型之後從材料2中去除液體物質5。特別是，排空裝置包括一個或多個加熱元件，例如，適於升高模具9及特別是升高凹模10的溫度的電阻18，以便促使液體物質5蒸發。通過從材料2中消除液體物質5，所述材料2恢復其濃度和剛性，並且保持在所述模具9中已經獲得的形狀。
加熱元件進一步作為激活裝置，用於激活包含在液體物質5中的任何可能的添加劑，以便允許所述添加劑反應以實現它們的功能。設有在成型後用於打開模具的開口裝置，該裝置沒有示出，它能夠使已經在預定的區域19成型的材料2離開模具9並且運送向後續的工段，例如填充、剪切和其它工段。
以天然纖維為基礎的材料還可以與不同類型的材料相結合，例如與適於賦予以天然纖維為基礎的材料一定特性的由塑料製成的薄膜相結合，所述特性例如為隔離特性、或密封特性、或者平滑特性或其它特性。
為了對所結合的材料進行處理，根據本發明的一個實施例的未示出的設備是特別適用的。所述實施例在成型站8的上遊設有一個預熱站，在該預熱站中，將所述材料加熱到一個較高的溫度，以便使塑料材料軟化從而與以天然纖維為基礎的材料相結合，以便對結合成的片形材料的兩個部分同時成型。
圖4和圖5表示適於對片形材料2成型以獲得容器殼體的成型裝置101。
成型裝置101包括一個設有模體104的半模103，在所述模體104的一個作用區113處形成一個開口105，導管裝置110通過該開口105將包括使片形材料2變形的壓縮成型流體的流體成型裝置注入。
成型裝置101進一步包括設有第二模製主體107的另一個半模106，其中，形成一個空腔13a，所述空腔用於重複進行所要獲得的容器殼體的成型，並且用於接收要成型的片形材料2。
在空腔13a的壁13上進一步確定出開口111，所述開口連接到另一個導管裝置112上，通過該導管裝置112抽取成型流體，以便在空腔13a內產生真空。
在包括作用區113的模體104的表面115上，連接設有隔膜裝置116，用於與片形材料2相互作用，以便引導片形材料2穿過空腔13a。
隔膜116由可以藉助成型流體的作用發生變形的材料形成，所述材料對於成型流體是不可滲透的。
隔膜裝置116優選可以由塑料材料製成，例如由矽酮或聚氨酯樹脂製成。如圖8所示，隔膜裝置116被沿模體104周長延伸的框架裝置117固定到模體104上。因此，該隔膜裝置116的內部沒有被固定到模體104上，這增加了隔膜裝置116在片形材料2成型過程中的變形能力。
如圖5所示，實際上，當隔膜裝置116受到成型流體的壓力時，由於其沒有固定到表面115的內部區域中，所以被封閉在半模103和另一個半模106之間的構成該部分的該材料可以如箭頭F3所示被抽向空腔13a，以便使隔膜116本身在各個點上與壁13接觸。
這使得插入到隔膜裝置116和壁13之間的片形材料2被精確地按照空腔13a的形狀布置。
在對以塑料材料為基礎的片形材料進行成型的情況下，隔膜116促進片形材料很好粘附到壁13。
如果成型裝置101成型一個具有相當多的孔的片形材料，例如以天然纖維為基礎的片形材料，則隔膜116作為前述流體通路的一個屏障元件，以便對片形材料進行成型。
在模體104的作用區113，形成一個中空部114，該中空部114具有一個平面，形狀與空腔13a的平面大致相同，但是比後者具有更有限的深度。按照這種方式，受到成型液體壓力的隔膜裝置116的區域具有與空腔13a的部分大致相同的面積，這使得隔膜裝置116均勻地變形並且獲得更好的成型作用。
如圖7和8所示，成型裝置101可以適於由一個單一片形材料2的薄膜同時成型出多個容器殼體。
在這種情況下，第二模製主體107設有多個空腔13a，而不僅是一個空腔。
如圖10和11所示，隔膜裝置116可以包括一個變形材料的薄層，該薄層設有具有不同程度變形能力的區域。
可以通過例如下述方式獲得不同程度的變形能力，即使具有較厚厚度127的薄層部分橫靠具有較薄厚度128的薄層部分放置。
或者，變形能力可以通過將加強纖維129插入到隔膜裝置116中來進行控制，以便獲得具有較大硬度的加強部分130，該加強部分130與硬度較小的非加強部分131交替排列。
圖7和圖8也表示用於生產容器殼體的成型裝置101，所述容器殼體具有錐形軀幹部，其中，容器底部具有一個比容器口部的截面小的截面。
在這種情況下，隔膜裝置區域被分成具有較大變形能力的區域118，用於形成所述容器殼體的基部；和具有較小變形能力的區域119，用於形成所述容器殼體的側壁。
按照這種方式，在成型階段，首先獲得容器殼體的基部，然後獲得側壁，這使得片形材料2可以逐漸地並且最佳地變形。
半模103和另一個半模106可以沿著箭頭F的方向相互靠近和遠離地移動，以便能夠從一個靜止位置向一個工作位置移動，在所述靜止位置中，獲得的容器殼體可以從腔體13a中移走，並且可以將一個尚未成型的片形材料2插入到半模103和另一個半模106之間，在工作位置中，半模103與半模106接觸，以夾住片形材料2。
在操作過程中，當半模103和另一個半模106處於工作位置上時，未示出的注入裝置將壓縮成型流體通過導管裝置110送入中空部114中。因此，成型流體通過引導隔膜裝置116穿過空腔13a而使隔膜116變形。
順序地，隔膜裝置116使片形材料2極好地粘附到壁13上。
同時，未示出的抽出裝置進一步通過另一個導管裝置112從空腔13a內部抽取壓縮流體按照這種方式，形成一個真空，以促進片形材料2正確地粘附到壁13上。
所述真空進一步充分地防止在片形材料2中形成皺褶和/或摺疊，而皺褶和/或摺疊會降低所成型的容器殼體的品質。
圖6表示一個成型裝置101a，適於同時形成片形材料2的一對薄膜或薄膜折頁。
該成型裝置101a包括第一凹模裝置120和第二凹模裝置121，第一凹模裝置120和第二凹模裝置121分別設有一個第一空腔108a和一個第二空腔108b，適於分別接收第一薄膜2a和第二薄膜2b形式的片形材料2。
成型裝置101a進一步包括與第一凹模裝置120和第二凹模裝置121協作的板狀裝置122，以便形成一對容器殼體。
板狀裝置122由形成於板狀裝置122的相對區域中的第一面115a和第二面115b確定，第一面115a向著第一凹模裝置120翻轉，第二面115b向著第二凹模裝置121翻轉。
壓縮成型流體的入口導管123橫穿板狀裝置122，所述入口導管通過入口開口125進入到分別形成於第一面115a和第二面115b上的第一中空部114a和第二中空部114b中。
第一中空部114a面對第一空腔108a，第二中空部114面對第二空腔108b，所述第一中空部114a和第二中空部114b具有與第一空腔108a和第二空腔108b的截面大致相同的面積。
第一隔膜116a和第二隔膜116b分別與板狀裝置122的第一面115a和第二面115b相連。
第一隔膜116a和第二隔膜116b，以第一隔膜116a和第二隔膜116b在其內部不固定到第一面115a和第二面115b上的方式，通過一對沿第一面115a和第二面115b的周長延伸的框架117a、117b連接到板狀裝置112上。
在操作過程中，第一隔膜116a和第二隔膜116b，由於它們未固定到第一面115a和第二面115b的內部點上，所以可以承受相當大的變形，並且極好地粘附到第一空腔108a和第二空腔108b的壁109a、109b上。
通過去除導管124第一凹模裝置120和第二凹模裝置121被貫穿，以便形成真空通過去除開口126而將第一空腔108a和第二空腔108b內的成型流體抽出，這促進了片形材料2粘附到壁109a、109b上並與壁的形狀相符合。
圖9表示成型裝置101b，其包括用於進給成型流體的進給導管110，所述進給導管110由形成於模體104的作用區113的壁132和與作用區113相連的隔膜116限定。
導管裝置110形成面對隔膜裝置116和片形材料2的開口105。
可以優選地使用成型裝置101、101a、101b以形成任何類型的可熱壓成型材料。
特別地，當形成以塑料材料為基礎的材料時，成型裝置101、101a、101b的上遊優選設有預加熱裝置，該預加熱裝置將片形材料加熱到接近軟化溫度的溫度，以便提高所述片形材料的變形性能。進而，加熱裝置，例如電阻優選地與成型裝置101、101a、101b相連，該加熱裝置進一步加熱片形材料2，以便對片形材料2進行成型。
當形成以天然纖維為基礎的材料時，優選在成型裝置101、101a、101b的上遊設置變形性能促進裝置，特別地，所述變形性能促進裝置可以包括通過噴嘴噴灑在片形材料2上的液體物質，例如水，以便將片形材料2軟化並且簡化片形材料2的變形。
排空裝置可以連接到成型裝置101、101a、101b上，所述排空裝置用於從已經成型好的片形材料中去除液體物質。
排空裝置可以優選包括適於促進液體物質蒸發的加熱裝置。
進而，所述蒸發使片形材料恢復其原始硬度，使所獲得的容器殼體具有良好的機械抗性。
權利要求
1.一種用於形成片形材料(2)的設備，特別是形成以天然纖維為基礎的片形材料的設備，該設備依次包括適於使所述片形材料(2)更易於變形的形變促進裝置(5)，適於使所述片形材料變形的成型裝置(9、10、11、16a、101；101a；101b)，其特徵在於，所述形變促進裝置是形變促進材料裝置(5)。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述形變促進材料裝置包括由分配裝置(6)分配到所述片形材料(2)上的液體裝置(5)。
3.如權利要求2所述的設備，其中，所述液體裝置(5)包括水。
4.如前述任何一項權利要求所述的設備，其中，所述形變促進材料裝置(5)包括適於改進所述片形材料特性的添加劑。
5.如權利要求4所述的設備，其中，所述添加劑包括適於使所述片形材料(2)更硬的物質。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述適於使所述片形材料(2)更硬的物質包括澱粉。
7.如權利要求4至6中任一項所述的設備，其中，所述添加劑包括適於賦予所述片形材料(2)隔離特性的防護物質。
8.如權利要求4至7中任何一項所述的設備，其中，所述添加劑包括適於對所述片形材料(2)消毒的消毒物質。
9.如前述任何一項權利要求所述的設備，其中，所述成型裝置(9、10、11、16a、101；101a；101b)包括適於使片形材料(2)機械變形的機械成型裝置(9、10、11)。
10.如前述任何一項權利要求所述的設備，其中，所述成型裝置(9、10、11、16a、101；101a；101b)包括流體成型裝置。
11.如權利要求10所述的設備，其中，所述流體成型裝置包括適於氣動形成片形材料(2)的氣動成型裝置。
12.如權利要求10或11所述的設備，進一步包括適於防止流體成型裝置流過所述片形材料(2)的流動約束裝置(116、116a、116b、17)。
13.如權利要求12所述的設備，其中，所述流動約束裝置包括隔膜裝置(17、116；116a、116b)
14.如權利要求13所述的設備，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)對於所述流體成型裝置是基本不可透過的。
15.如權利要求13或14所述的設備，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)具有氣態物質較難透過的特性。
16.如權利要求13至15所述的設備，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)由塑料製成。
17.如權利要求13至16中任一項所述的設備，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)包括薄層裝置，在薄層裝置中形成具有不同程度變形性的區域(127、128；130、131)。
18.如權利要求17所述的設備，其中，所述區域(127、128；130、131)包括具有較厚厚度的薄層部分(127)，該厚度較厚的部分(127)橫靠具有較薄厚度的薄層部分(128)設置。
19.如權利要求17所述的設備，其中，所述區域(127、128；130、131)包括所述薄層裝置的加強部分(130)，該加強部分(130)被加強纖維元件(129)強化，橫靠所述薄層裝置的非加強部分(131)放置。
20.如權利要求13至19中任何一項所述的設備，當把權利要求10附加到權利要求9時，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)包卷到所述機械成型裝置(9、10、11)所設有的衝頭裝置(11)的至少一個工作表面(11a)上。
21.如權利要求13至20中任何一項所述的設備，其中，所述流體成型裝置包括引入到鐘罩裝置(14)中的壓縮流體，所述鐘罩裝置(14)被所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)封閉起來。
22.如權利要求21所述的設備，當附加到權利要求20時，其中，所述衝頭裝置(11)包含在所述鐘罩裝置(14)內。
23.如權利要求9所述的設備，或者當權利要求10附加到權利要求9上時根據權利要求10至22中任何一項所述的設備，其中，所述成型裝置(9、10、11、16a、101；101a；101b)包括抽取導管裝置(16a)，適於進一步從所述機械成型裝置(9、10、11)所設有的凹模裝置(10)的空腔(13a)中抽取流體。
24.如前述任何一項權利要求所述設備，進一步包括適於從所述片形材料(2)中排空變形促進材料裝置(5)的排空裝置(18)。
25.如權利要求24所述的設備，其中，所述排空裝置進一步包括適於加熱所述片形材料(2)的加熱裝置(18)。
26.如前述任何一項權利要求所述的設備，其中，所述形變促進裝置進一步包括適於使所述片形材料(2)的至少一層軟化的熱能。
27.一種用於形成片形材料(2)的成型裝置，包括適於形成所述片形材料(2)部分的流體成型裝置，其特徵在於，進一步包括一種流動約束裝置，該裝置適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料(2)。
28.如權利要求27所述的成型裝置，其中，所述流體成型裝置是適於使所述片形材料(2)氣動成型的氣動成型裝置。
29.如權利要求27或28所述的成型裝置，進一步包括適於與所述流體成型裝置協作的機械成型裝置(9、10、11)。
30.如權利要求27至29中任一項所述的成型裝置，其中，流動約束裝置包括隔膜裝置(17、116；116a、116b)。
31.如權利要求30所述的成型裝置，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)對於流體成型裝置是基本上不可滲透的。
32.如權利要求30或31所述的成型裝置，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)具有氣態物質較難以透過的特性。
33.如權利要求30至32中任何一項所述的成型裝置，其中，該隔膜裝置(17、116；116a、116b)由塑料材料製成。
34.如權利要求30至33中任何一項所述的成型裝置，當權利要求30附加到權利要求29時，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)包卷到所述機械成型裝置(9、10、11)所設有的衝頭裝置(11)的至少一個工作表面(11a)上。
35.如權利要求30至34中任何一項所述的成型裝置，其中，所述流體成型裝置包括引入到鐘罩裝置(14)中的壓縮流體，所述鐘罩裝置(14)被所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)封閉。
36.如權利要求35所述的成型裝置，當附加到權利要求34上時，其中，所述衝頭裝置(11)包含在所述鐘罩裝置(14)中。
37.如權利要求30至36中任何一項所述的成型裝置，進一步包括至少一個被導管裝置(110、112；123、124)穿過的主體(104、107；120、121、122)，該導管裝置適於使流體成型裝置通過，所述導管裝置(110、112；123、124)進入設置在所述至少一個主體(104、107；120、121、122)的成型區(113、115；115a、115b)的開口裝置(105、111；125、126)中，所述成型區(113、115；115a、115b)與所述可以由流體成型裝置變形的隔膜裝置(17、116；116a、116b)相連。
38.如權利要求37所述的成型裝置，其中，導管裝置(110、112；123、124)由完全包含在所述至少一個主體(104、107；120、121、122)中的壁形成。
39.如權利要求37或38所述的成型裝置，其中，所述開口裝置(105、111；125、126)面對所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)。
40.如權利要求30至39中任何一項所述的成型裝置，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)包括薄層，在薄層中形成具有不同程度變形性的區域(127、128；130、131)。
41.如權利要求40所述的成型裝置，其中，所述區域(127、128；130、131)包括具有較大厚度的薄層部分(127)，該較大厚度部分(127)橫靠在具有較小厚度的薄層部分(128)設置。
42.如權利要求40所述的成型裝置，其中，所述區域(127、128；130、131)包括所述加強薄層的加強部分(13)，該加強部分被加強纖維元件(129)強化，橫靠所述非加強薄層部分(131)設置。
43.如權利要求書37至39中任何一項所述的成型裝置，或者當權利要求40附加到權利要求37至39中的任何一項時，如權利要求40至42中任何一項所述的成型裝置，其中，所述至少一個主體(104、107；120、121、122)包括第一主體(104、122)，其中形成所述開口裝置(105、111；125、126)的開口(105；125)。
44.如權利要求43所述的成型裝置，進一步包括用於通過所述開口(105；125)注入所述流體成型裝置的注射裝置。
45.如權利要求43或44所述的成型裝置，其中，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)沿外周固定在所述第一主體(104；122)上。
46.如權利要求37至39中任何一項所述的成型裝置，或者當權利要求40附加到權利要求37至39中的任何一項時，如權利要求40至42中任何一項所述的成型裝置，或者如權利要求42至45中任何一項所述的成型裝置，所述至少一個主體(104、107；120、121、122)包括第二主體(107、120、121)，其中形成適於接收片形材料(2)的空腔(13a；108a、108b)。
47.如權利要求46所述的成型裝置，其中，在所述空腔(13a；108a、108b)內進一步形成所述開口裝置(105、111；125、126)的開口(111；126)。
48.如權利要求47所述的成型裝置，進一步包括抽吸裝置，用於通過所述開口(111；126)從所述空腔(13a；108a、108b)中抽取流體成型裝置。
49.如權利要求46至48中任何一項所述的成型裝置，當附加到權利要求43至45中的任何一項時，其中，所述開口(105、125)形成在面對所述空腔(13a；108a、108b)的中空裝置(114；114a、114b)中。
50.如權利要求49所述的成型裝置，其中，所述中空裝置(114；114a、114b)具有與所述空腔(13a；108a、108b)的平面形狀基本相同的平面形狀。
51.如權利要求46至50中任何一項所述的成型裝置，當附加到權利要求43至45中的任何一項時，其中，所述第一主體(104；122)和所述第二主體(107；120、121)可以相互靠近和遠離地運動。
52.如權利要求27至51中任何一項所述的成型裝置，進一步包括適於加熱所述片形材料(2)的加熱裝置(18)。
53.一種用於形成片形材料(2)的方法，特別用於形成以天然纖維為基礎的片形材料的方法，該方法依次包括分配適於使所述片形材料(2)更易於變形的形變促進裝置，和對所述片形材料部分進行成型，其特徵在於，所述分配形變促進裝置包括分配形變促進材料裝置(5)。
54.如權利要求53所述的方法，其中，所述分配形變促進材料裝置包括分配液體裝置(5)。
55.如權利要求54所述的方法，其中，所述分配液體裝置包括分配水(5)。
56.如權利要求53至55中任何一項所述的方法，進一步包括對所述片形材料(2)施加適於改變所述片形材料(2)特性的添加劑。
57.如權利要求56所述的方法，其中，在所述分配過程中進行添加劑的添加。
58.如權利要求53至57中任何一項所述的方法，其中，所述成型包括對所述片形材料(2)進行機械成型。
59.如權利要求53至58中任何一項所述的方法，其中，所述成型包括採用流體成型裝置進行成型。
60.如權利要求59所述的方法，其中，所述採用流體成型裝置包括採用氣動成型裝置進行成型。
61.如權利要求59或60所述的方法，進一步包括在片形材料(2)和流體成型裝置之間插入流動約束裝置(17、116；116a、116b)，適於防止流體成型裝置流過所述片形材料(2)。
62.如權利要求61所述的方法，其中，所述插入包括插入隔膜裝置(17、116；116a、116b)。
63.如權利要求62所述的方法，其中，所述成型包括通過衝頭裝置(11)使隔膜裝置(17、116；116a、116b)成型，包卷到衝頭(11)的至少一個作用表面(11a)上。
64.如權利要求63所述的方法，其中，所述變形包括向被所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)封閉的空腔(15)輸送壓縮流體。
65.如權利要求53至64中任何一項所述的方法，進一步包括從凹模(10)的空腔(13a；108a、108b)中抽取流體，以便使所述片形材料(2)粘附到所述空腔(13a；108a、108b)上。
66.如權利要求53至65中任何一項所述的方法，其進一步包括在所述片形材料(2)已經被成型之後，從所述片形材料(2)中排空所述形變促進材料裝置(5)。
67.如權利要求66所述的方法，其中，所述排空包括加熱(18)所述的片形材料(2)。
68.如權利要求53至67中任何一項所述的方法，進一步包括在所述成型之前對所述片形材料(2)進行預加熱，以便使所述片形材料(2)的至少一層軟化。
69.一種用於形成片形材料(2)的方法，包括通過流體成型裝置成型所述片形材料(2)的部分，其特徵在於，其進一步包括在所述流體成型裝置和所述片形材料(2)之間插入適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料(2)的流動約束裝置。
70.如權利要求69所述的方法，其中，所述成型包括通過氣動成型裝置對所述片形材料(2)進行成型。
71.如權利要求69或70所述的方法，其中，所述流動約束裝置的插入包括插入隔膜裝置(17、116；116a、116b)。
72.如權利要求72所述的方法，其中，所述成型包括通過衝頭(11)使所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)變形，所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)包卷在所述衝頭(11)的至少一個作用表面(11a)上。
73.如權利要求71或72所述的方法，其中，所述變形包括向被所述隔膜裝置(17、116；116a、116b)封閉的空腔(15)輸送壓縮流體。
74.如權利要求69至73中任何一項所述的方法，進一步包括從凹模的空腔(13a；108a、108b)抽取流體，以便使所述片形材料(2)粘附到所述空腔(13a；108a、108b)上。
75.如權利要求69至74中任何一項所述的方法，進一步包括加熱所述片形材料(2)。
全文摘要
一種用於形成片形材料(2)，特別是形成以天然纖維為基礎的片形材料的設備，該設備依次包括適於使所述片形材料(2)更易於變形的形變促進裝置(5)，適於使所述片形材料(2)變形的成型裝置(9、10、11、16a、101；101a；101b)，所述形變促進裝置(5)是形變促進材料裝置(5)。一種用於形成片形材料(2)的成型裝置，包括適於形成所述片形材料(2)部分的流體成型裝置，和一種流動約束裝置(17、116；116a、116b)，該裝置適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料(2)。一種用於形成片形材料(2)、特別形成是以天然纖維為基礎的片形材料的方法，該方法依次包括分配適於使所述片形材料(2)更易於變形的形變促進裝置且對所述片形材料部分進行成型，所述分配形變促進裝置包括分配形變促進材料裝置(5)。一種用於形成片形材料(2)的方法，包括通過流體成型裝置成型所述片形材料(2)部分，並其進一步包括在所述流體成型裝置和所述片形材料(2)之間插入適於防止所述流體成型裝置流過所述片形材料(2)的流動約束裝置。
文檔編號B29C51/00GK1520352SQ02802128
公開日2004年8月11日 申請日期2002年6月18日 優先權日2001年6月19日
發明者安德裡·巴託利, 安德裡 巴託利 申請人:格林包裝公司