KR101883195B1 - 소결 목부들을 갖는 가열 소자를 포함하는 펄프 몰드 - Google Patents

Abstract

펄프 몰드는 투과성 몰딩 외부 표면(13) 내부의 투과성 표면(12)을 갖는 다공성 소결 몸체를 포함하고, 가열 장치(4)는 상기 소결 몸체(11)내에 배열되고, 상기 몸체(11)는 바람직하게는, 베이스 플레이트(50) 상에 배열되고, 상기 가열 장치(40)는 가열 장치(40)와 결합된 소결 목부들에 의해, 상기 소결 몸체(11) 내에서 소결 몸체(11)와 통합적으로 배열된다.

Description

소결 목부들을 갖는 가열 소자를 포함하는 펄프 몰드 {PULP MOULD COMPRISING HEATING ELEMENT WITH SINTERED NECKS}

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.

GB 2301790으로부터, 펄프 제품을 건조하기 위해 가능하게는, 몰드의 몸체 내에 장착된 가열 수단을 이용하기 위한 애매하고 이론적인 제안을 포함하는, 개략적인 방식으로 기술되는 알려진 펄프 몰드 배열체(arrangement)가 존재한다. 그러나 배열체에는 몇개의 단점들이 존재하는 것으로 드러났는데, 이 몇개의 단점은 제시된 바와 같은 해결책이 시장에 도달할 수 없는 이유가 될 수 있다.

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.

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 도 5에 도시된 바와 같이 몰드들(10, 20), 예를 들어, 3개의 수형 모드들(10)의 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 4에서, 도구 플레이트(50)의 후면이 도시된다. 여기서 커넥팅 진공 채널(52')이 플레이트(50)의 뒤쪽의 채널의 형태로 분명하게 제시된다. 또한, 작은 채널들(53')이, 통로들(53)안으로 피팅시키기 위해 의도된 전기 콘택트들(및 어쩌면 센서/센서들(48), 도 8 참조)에 대한 전기 케이블들(도시없음)에 제공된다.

도 5에서, 도 3 및 도 4와 관련하여 설명된 도구 플레이트(50)와 인터피트하기 위해 의도된 3개의 수형 몰드들(10)의 세트가 도시된다. 각각의 몰드(10)는 진공을 통과시킬 수 있는 다공성인 몰딩 표면(13)을 각각 갖는 몰드(10)가 배열된다. 또한, 불침투성 영역들(16)을 나타내는 부분을 지원하는 몰딩 표면 영역(13)의 주위로 지지 부분(16)이 존재한다. 도구 플레이트(50)와 몰드(10/20) 사이의 인터피트는 도 8과 관련하여 더욱 상세하게 설명할 것이다.

도 6 및 도 7에서, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 각각, 수형 펄프 몰드(10) 및 암형 몰드(20)의 분해도들이 도시된다. 당업자에 대하여 명백한 바와 같이, 동일한 신규한 특징들은 수형 몰드 및 암형 몰드 둘 모두에도 물론 적용가능하다. 몰드(10/20)는 통합 바디(11)를 형성하며(도 8 참조) 가열 코일(40) 및 밀봉 베리어(47)는, 몰드(10/20)의 소결과 연결하여 빌트 인(built in)이다. 밀봉 베리어(47)에서, 통과시키도록 의도된 소자(가열 와이어 및/또는 센서 몸체)의 단면에 대응하는 사이즈 및 형태(form)의 홀들(47', 47'')이 형성된다. 추가적으로, 가열 수단(40) 및 또한 어쩌면 센서를 연결시키기 위한 인터페이스 유닛(41)이 존재한다.

도 6에서, 가열 수단(40)은, 구불구불한(meandering) 부분들을 포함하는, 원하는 패턴으로 형성된/만곡된 하나의 싱글 가열 로드(rod)/코일을 포함하여, 몰드(10)의 원하는 부분들 모두로 효율적인 열 전달을 달성하는데, 즉, 가열 코일(40)의 대량의 노출된 표면이 몰드(10)의 바디(11) 내에 제공된 획정된(delimited) 공간 내에 있다. 또한, 2개의 레벨들(A, B)(또는 그 이상) 내의 가열 코일(40)의 용이한 위치설정을 위해 구불구불한 것을 제공하는데, 이는, 생성될 제품과 관련한 필요성에 따라서 이것의 형태에 적응된 몰드 내부에서 열을 생성하기 위한 능력과 그의 상이한 부분들에서 상이한 열의 양을 공급하기 위한 능력을 향상시킨다. 다수의 실질적으로 평행하게 배열된 코일 부재들(40'')을 갖는 6개의 구불구불한 만곡부들(bends)(40')을 포함하고, 몰드(10)의 중앙 몰딩 표면(13A)에 상대적으로 가깝게 위치되는 제 1 레벨 1에서 연장되는 제 1 부분(40A)이 도시된다. 수직 만곡부(bend; 40''')에 의해, 가열 코일은 제 2 레벨(B)까지 연속적이며, 제 2의 구불구불한 부분(meandering portion; 40B)이 위치되며 제 2의 구불구불한 부분은 제 1 부분(40A)을 포함하는 평면에 관해 실질적으로 평행인 평면으로 연장한다. 효율적으로 분산된 열을 몰드로 제공하기 위해, 제 2 부분(40b)은 제 1 부분(40a)의 둘레(periphery)보다 더 큰 둘레 내에 배열된다.

도 7에서, 가열 코일(40)의 유사한 배열이 도 6에서와 같이 보여진다. 그러나, 여기서, 제 1 레벨(A)에서 가열 코일들의 제 1 부분(40A)은 평행하게 연장하는 로우(row)들(40a' 및 40a'')을 포함하는 구불구불한 패턴으로 배열되어, 제 2 부분(40b)이 연속하는 링 형상으로 제 2 레벨(B)로 연장하게 하기 위해 배열하도록 한다. 이러한 배열 덕분에, 중앙 몰딩 표면(13A) 위로 돌출한 수형 형상부(20)의 몰딩 면의 부분은 몰드의 멀리 떨어진 벽 부분들 내에 위치되는, 즉, 중앙 메인 표면(13A)으로부터 비교적 멀리 이격되어 위치된 링 형상 코일(40B)에 의해 효율적으로 가열될 수도 있다. 따라서, 수형 형상부(20)에 대해 도시된 실시형태에서, 가열 수단의 제 1 부분(40A)은 훨씬 더 큰 총 표면적을 제공하여, 단지 메인 형상부(20)의 몰딩 표면(13)의 비교적 얇은 돌출 벽 부분들을 가열할 필요가 있는 부분(40B)에 비해 중앙 몰드 표면(13a)으로의 훨씬 더 많은 열의 공급을 가능하게 한다.

이와 대조적으로, 도 6에 도시된 암형 몰드(10)가 가열될 필요가 있는 훨씬 더 큰 볼륨의 소결 객체들을 포함하며, 그 결과로서, 중앙 표면(13A)으로부터 떨어져 위치된 레벨(B)에서 연장하는 제 2 부분(40B)에는 제 1 부분(40A)보다 더 큰 양의 가열 코일 표면이 제공된다는 것에 주목할 수 있다. 당업자에게는 명백한 바와 같이, 효율적인 열 전달을 가능하게 하도록 가열 코일의 모든 상이한 구성들이 선호되는 제품들이 존재한다. 가열 코일(40)이 몰드/제품의 형상에 그의 위치설정을 효율적인 방식으로 적응시키기 위해 2개 보다 많은 레벨들(A, B)에 유리하게 위치될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백하다.

도 6a는 단지 하나의 몰드(10/20)를 운반하도록 의도된 펄프 플레이트(50)의 사시도를 도시한다. 이러한 도면의 주 목적은, 본 발명의 범위 내에 매우 다양한 변형들(예를 들어, 각각의 베이스 플레이트(50)의 상부 상에 하나의 몰드만을 가짐)이 실제로 존재한다는 것을 제시하는 것이다. 또한, 이러한 도면은 진공을 진공 챔버(51)에 제공하기 위한 상이한 해결책을 제시하며, 이는 적절한 연결 채널들(52)(미도시) 예를 들어, 공통 진공 파이프(52)로 유도하는 분기 파이프들(52')을 통해 진공 챔버(51)로 유도하는 천공(drilled hole)들(52')에 의해 달성된다. 추가적으로, 몰드(10/20)의 베이스 플레이트(50)상으로의 조립(fitting)을 용이하게 하도록 의도된 위치설정 핀들(56)이 존재한다는 것이 도시되어 있다. 또한, 신뢰가능한 밀봉 및 지지부를 제공하기 위해, 베이스 플레이트(50)이 관통 통로의 형태로 진공 챔버(51)를 가지며, 따라서 그 후, 베이스 플레이트(50)의 후면에서 절연층과 연결된 백킹 플레이트(backing plate)를 사용하도록 형성될 수도 있다는 것이 제시된다.

도 8은 본 발명에 따른, 도구 플레이트(50)에 부착되는 암형 펄프 몰드(20)를 통한 단면도를 제시하며, 도면에서, 딱딱한 몸체(50)는, 뒷벽(570)이 통합된 부분을 형성하도록 진공 챔버(51)가 통합된 도구 플레이트에 대해 사용된다. 다음에서, 본 발명의 세부사항들이 도 6 내지 도 11의 혼합을 참조하여 설명될 것이다. 펄프 몰드(10)은 내측 삼투성 표면(12) 및 외측 삼투성 몰딩 표면(13)을 갖는 다공성 몸체(11)를 포함한다. 바람직하게, 다공성 몸체(11)는 금속 분말로부터 무른 소결 몸체(loose sintered body)이다. 특정한 구리 기반 분말들에서, 바람직하게, 청동 분말들이 매우 양호한 결과들을 제공하는 것으로 도시되어 있다. 다공성 몸체(11)는 상이한 요구들을 충족시키기 위해, 몸체(11) 전반에 걸쳐 유사한 크기들의 금속 입자들을 가질 수도 있거나, 상이한 크기 및/또는 함유량의 분말에 의해 계층화될 수도 있으며, 대개 외측 몰딩 표면에서 더 미세한 분말을 가질 수도 있다(소결에 관해서는, 상기 참조된 WO-문서 참조).

바람직하게, 가열 수단(40)은 전기 스토브들에서 일반적으로 사용되는 저항기 가열 코일들(40)의 형태이다. 가열 코일들은, 전기 저항에 의해 가열되는 내측 코어(402)(도 10 참조)를 갖는다. 중간 층(401)은 내측 코어(402)를 둘러싼다. 바람직하게, 중간 층(401)은 전기적으로 비도전성이지만, 열을 다공성 몸체(11)에 전달하기 위한 양호한 열 도전체이다. 그러나, 도 11에 표시된 바와 같이, 중간 층은 상부 부분(404) 및 하부 부분(403)을 포함할 수도 있으며, 여기서, 상부 부분(404)은 열 절연체를 형성하는 하부 부분(403)보다 훨씬 더 양호한 열 도전체인 재료이므로, 열이 몰딩 표면(13)을 향해 지향된다. 바람직하게, 금속성 재료의 외부 층(400)은 중간 층(401)을 둘러싸며, 그 재료는, 그것이 소결 동안 몰드(10, 20)의 분말 입자들과 결합하도록 바람직하게 선택된다. 외부 층(400)은 다공성 몸체와 결합하도록 소결되며, 이는 다공성 몸체(11)로의 양호한 열 전달을 제공하는 다공성 몸체(11)의 입자들에 대한 소결 목부(neck)들을 형성한다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 중간 층들이 존재할 수도 있거나, 실제로는 중간 층이 존재하지 않고 단지 내측 코어(402) 주위에 통합된 외부 층(400)이 존재할 수도 있다.

펄프 몰드(10/20)는 사용 동안에 가열될 것이기 때문에, 외부 층(400)의 물질 및 분말 입자들의 가열 계수가 유사한 것이 바람직하다. 몸체에서 청동 분말을 사용할 때, 구리 또는 구리 기반 합금은 외부 층(400)에 대한 우수한 물질임이 알려졌다. 구리 및 청동은 또한 강철 가열 소자들(40)과 함께 강철 분말보다 훨씬 낮은 온도에서 소결될 수 있다; 그러나 그러한 조합이 또한 가능할 수 있다. 저항 가열 코일들(40)의 횡단면은 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 원형일 수 있지만, 횡단면은 명백히 직사각형이거나, 또는 직사각형 또는 임의의 다른 종류의 횡단면 형태들을 가질 수 있다.

도 6 및 7은 바람직하게는 몰드(10/20)에 정렬되는, 바람직하게는 (외부 몰딩 표면(13)을 포함하는) 투과성 영역과 진공에 대해 투과성인 몰드를 갖는 것이 바람직하지 않은 영역(16) 사이에 밀봉부를 제공하기 위하여 구리로 만들어지는, 밀봉 스트라이프(sealing stripe; 47)가 존재하는 것을 제시한다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 가열 소자(40)와 밀봉 스트라이프(47) 모두는 소결에 의하여 펄프 몰드(10/20)의 제조와 관련하여 기본 몰드(미도시) 안에 위치된다. 몸체에서 청동 분말을 사용할 때, 구리 또는 구리 기반 합금이 밀봉 스트라이프(47)에 대하여 우수한 재료임이 알려졌다; 그러나 다른 합금들이 또한 밀봉 스트라이프(47)에 대한 재료로서 사용될 수 있다.

도 8에 도시된 횡단면으로부터 명백한 바와 같이, 가열 수단(40) 및 또한 밀봉 스트라이프(47)는 몰드(20)의 몸체(11) 내에 통합/내장될 것이다. 추가로, 상기 밀봉 스트라이프(47)는 상기 다공성 몸체(11)의 중앙 부분(11A)과 외부 영역(16) 사이에 정렬되는 것이 보여진다. 도 8에 제시되는 신규한 피쳐는 몰드의 제한된 주변 기계가공 후면 표면(14)의 사용이다. 이 후면 표면(14)은 소결 이후 기계가공되는 내부 몰딩 표면(12)의 단지 일부분이다. 따라서, 단지 도구 플레이트(50)의 지지 표면(55)으로의 적절한 인터피트(interfit)를 허용하기에 충분한 영역만이 기계가공된다.

이러한 배열로 인하여 다수의 장점들이 획득된다. 첫째로, 이것은 몰드(20)의 전체 후면이 상기 후면을 편평하게 하기 위해 기계가공될 전통적 방식과 비교하여, 소결과 관련하여 사용되는 물질의 작은 부분만이 낭비될 것임을 의미한다. 추가로, 기계가공이 표면(12)에서 기공(pore)들을 적어도 부분적으로 차단함으로써 표면에 악영향을 미칠 것이라는 사실로 인하여, 이것은 몰드의 내부 표면(12)의 더 우수한 투과성을 허용할 것이다.

또한 밀봉 스트라이프(47)의 사용은 상당한 장점들을 제공할 것이다. 스트라이프(47)는 값 비싸거나 전체적으로 신뢰성 없는 것으로 밝혀진 몇몇 다른 방식들로 밀봉되어야 할 몰드(20)의 외측 부분 표면(16)을 효율적인 방식으로 밀봉한다. 추가로, 플레이트(50)와 몰드(20)를 연결하는 홀들(54) 또는 스크류들이 또한 외부 에지(55B)보다 지지 표면(55)의 내부 에지(55A)에 더 가깝도록 밀봉 스트라이프(47)를 위치시키는 것으로 인하여, 효율적인 방식으로 밀봉되어, 홀들(54)에 대하여 몰드(20)의 둘레부 근처에 상대적으로 넓은 영역을 제공하는 것을 내포한다.

신규한 특징들의 원리들을 이용하는 다른 명백한 장점은 진공 챔버들(51)에 대한 진공 공급의 배열이 도구 플레이트의 강성 몸체(50)의 통합 공간들로서 진공 챔버들을 형성함으로써, 그리고 또한 도구 플레이트(50)에 직접 연결 채널들(52', 52")을 통합함으로써 매우 컴팩트하고 비용 효율적인 방식으로 달성될 수 있다는 것이다. 도 8 및 또한 도 2로부터 명백한 바와 같이, 이것은 매우 컴팩트한 배열을 초래한다.

밀봉 스트라이프(47)를 포함하는 부분적 횡단면 영역인 도 8a에 도시된 바와 같이, 투과성이되도록 의도되지 않는 표면(16A)을 포함하는 몰드의 부분(11B)에는 더 미세한 분말 입자들(F)의 더 두꺼운 층이 그것의 표면에 인접하게 제공되어, 이에 의해 그것이 불투과성이 되게 하기 위하여, 즉, 불투과성이 달성된 반면에, 스트라이프(47)의 내부상에서 미세하고 투과성인 표면(13)을 달성하기 위하여 층(F)이 매우 얇도록, 추가적인 안전성을 제공한다. 명백한 바와 같이, 밀봉 스트라이프(47)는 그것(47)의 외부 및 내부 상의 상이한 종류의 층들의 효율적인 구축을 도울 수 있다. 또한 후자의 종류의 기능은 불투과성인 사전-제조된 프레임 부분(미도시)을 사용함으로써, 그리고 그 프레임 부분을 기본 몰드(미도시) 내로 위치시키고, 그 후에 몰드(20)의 내부 투과성 몸체(11)를 제조하기 위해 분말을 사용하기 위하여 달성될 수 있음이 명백하다.

가열 수단(40)은 바람직하게는 몰딩 표면으로의 우수한 열 전달을 위해 외부 몰딩 표면(13)에 가깝게 연장/진행하도록 배치된다. 얼마나 가까운지는 펄프 몰드(10)의 기하학적 구조에 좌우된다. 바람직하게는 그러나 가열 소자는 몰딩 표면의 가장 낮은 부분의 중앙 부분(13A)으로부터 20 mm 내의, 바람직하게는 10 mm 내의, 보다 바람직하게는 5mm 내의 거리에 위치된 그것의 적어도 하나의 액티브 섹션을 갖는다.

도 6에서, 가열 수단(40)은 중앙 부분 내에서 실질적으로 2개의 레벨들(A, B)로 정렬되는 한편, 도 7에서, 가열 수단(40)의 주요부(40A)는 암형 몰드(20)의 다공성 몸체(11)의 중앙 부분 내에서 실질적으로 하나의 레벨(A)로 정렬되도록 도시된다. 가열 소자들(40)을 몰딩 표면(13)의 윤곽에 따르게 하여 연속적 방식으로 하나의 레벨(A)로부터 제 2 레벨로 전이시키는 것은 단순한 기하학적 구조로 가능할 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)

1. 투과성 몰딩 외측 표면(13) 및 투과성 내측 표면(12)을 갖는 다공성 소결 몸체(11)를 포함하는, 펄프 몰드로서,
   상기 다공성 소결 몸체(11) 내에 가열 장치(40)가 배치되는, 펄프 몰드에 있어서,
   상기 가열 장치(40)를 상기 다공성 소결 몸체(11)에 붙이는 소결 목부가 형성되도록 상기 가열 장치(40)를 상기 다공성 소결 몸체(11)에 소결시킴으로써, 상기 가열 장치(40)는 상기 다공성 소결 몸체(11) 내에 일체로 배열되고,
   상기 가열 장치는 하나 이상의 가열 코일(40)의 형태이고,
   상기 가열 코일(40)은 저항 가열 배열체(400, 401, 402, 403, 404)를 포함하고,
   상기 저항 가열 배열체는 전기 저항체에 의해 가열되는 내부 코어(402)를 포함하고,
   상기 저항 가열 배열체는 상기 다공성 소결 몸체(11)에 소결 목부를 형성하는 금속 재료의 외부 층(400)을 포함하고,
   상기 저항 가열 배열체는 중간 층(401; 403, 404)을 포함하며, 상기 중간 층은 하부 부분(403) 및 상부 부분(404)으로 분할되고,
   상기 상부 부분(404)은 열 절연체를 형성하는 상기 하부 부분(403)보다 더 양호한 열 도전체인 재료이어서 열이 상기 투과성 몰딩 외측 표면(13)을 향해 지향되는 것을 특징으로 하는,
   펄프 몰드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열 장치(40)는 하나 이상의 가열 코일(40)의 형태로 상기 다공성 소결 몸체(11)의 내측 표면(12)에 대해 상이한 레벨(A, B) 상에 배열되는 부분(40A, 40B)들을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
   펄프 몰드.
   
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 부분(40A, 40B)들의 제 1 부분(40A)은 상기 부분(40A, 40B)들의 제 2 부분(40B)의 둘레(periphery) 보다 작은 둘레를 갖는 것을 특징으로 하는,
   펄프 몰드.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 펄프 몰드를 제조하기 위한 방법으로서,
   투과성 몰딩 표면(13) 및 내측 투과성 표면(12)을 갖는 다공성 소결 몸체(11)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 몰드에 의한 제조 동안 펄프 객체를 가열하도록 상기 다공성 소결 몸체(11) 내에 가열 장치(40)가 배열되는, 펄프 몰드 제조 방법에 있어서,
   일체형 몸체를 형성하기 위해, 상기 가열 장치(40)를 상기 다공성 소결 몸체(11)에 붙이는 소결 목부를 형성하도록 상기 가열 장치(40) 및 상기 다공성 소결 몸체(11)를 소결하는 단계를 포함하고,
   저항 가열 배열체(400, 401, 402, 403, 404)를 포함하는, 가열 코일(40)의 형태로 상기 가열 장치를 배열하는 단계를 더 포함하고,
   상기 가열 코일(40)이 전기 저항체에 의해 가열되는 내부 코어(402)를 포함하고,
   상기 가열 코일(40)은 두 개 이상의 재료 층들을 포함하며, 외부 층(400)은 상기 다공성 소결 몸체(11)로 소결 목부를 형성하는 금속 재료이고,
   상기 가열 코일(40)이, 하부 부분(403) 및 상부 부분(404)으로 분할되는 중간 층(401; 403, 404)을 포함하고,
   상기 상부 부분(404)은 열 절연체를 형성하는 상기 하부 부분(403)보다 더 양호한 열 도전체인 재료이어서 열이 상기 투과성 몰딩 외측 표면(13)을 향해 지향되는 것을 특징으로 하는,
   펄프 몰드 제조 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다공성 소결 몸체(11)의 내측 표면(12)에 대해, 상기 다공성 소결 몸체(11) 내에서 상이한 레벨(A, B) 상으로 연장하는 상이한 부분(40A, 40B)들을 갖도록 상기 가열 장치(40)를 배치하는 것을 특징으로 하는,
    펄프 몰드 제조 방법.
    
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 부분(40A, 40B)들의 제 2 부분(40B)의 둘레 보다 작은 영역을 덮는 둘레를 갖는 상기 부분(40A, 40B)들의 제 1 부분(40A)을 배치하는 것을 특징으로 하는,
    펄프 몰드 제조 방법.
    
    
13. 삭제
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