专利名称：制造拦阻单元的方法和通过这样的方法制造的拦阻单元的制作方法
制造拦阻单元的方法和通过这样的方法制造的拦阻单元本发明涉及一种制造拦阻单元的方法。更具体地，但不排外地，本发明涉及一种制造拦阻单元的包括如下步骤的方法将纤维材料制纤维吹入到腔室中，所述纤维材料在沉积在衬里上之前在该腔室中与吸收性晶体材料混合。在另一方面中，本发明涉及一种通过根据本发明的方法制造的拦阻 单元。吸水的拦阻单元是已知的。PCT/GB2008/000185公开了一种具有如下核心的拦阻单元该核心包含吸收性纤维材料和吸收性晶体材料的混合物。这样的拦阻单元通常用作抵抗洪水的防御物或用作防爆系统。通常通过将吸收性纤维材料和吸收性晶体材料通过手工混合在一起来制造这样的已知的拦阻单元。可替代地，该两种材料成层地铺设。然而，该方法具有许多缺点。第一，拦阻单元趋向于流出吸收性晶体材料。当该吸收性晶体材料打湿时，它会在地上形成低摩擦层，这是危险的。更重要的是，该制造方法在制造时或因其后拦阻单元的移动会导致吸收性晶体材料的不均匀分布。不均匀分布会导致吸收性晶体材料的晶体在吸水时凝集在一起。这降低拦阻单元的吸水率，并且还可能减少拦阻单元将吸收的水的总量。它还会导致拦阻单元以不可预知的方式膨胀并且形成不期望的最终形状。根据本发明的制造拦阻单元的方法试图克服先前技术的问题。相应地，在第一方面中，本发明提供了制造拦阻单元的方法，该方法包括提供腔室，该腔室具有外壁，该外壁中具有至少一个孔；接近该孔提供衬里层，将纤维材料制纤维吹入到该腔室中，同时对所述腔室提供吸收性晶体材料，使得这两种材料混合并且离开所述孔到所述衬里上形成衬垫；以及，在该衬垫上提供另一衬里层。得到的拦阻单元比已知的拦阻单元更快速地吸水，并且以更易于预测的形式膨胀。它不会流出吸收性晶体材料。 吸收性晶体材料能够被吹入到腔室中。可替代地，吸收性晶体材料能够在重力下落入到腔室中。能够以纤维网提供纤维材料，该网在被吹入到腔室之前被粉碎。优选地，通过锤式粉碎机粉碎该网。优选地，在混合期间腔室绕轴线旋转，并且当腔室的外壁中的孔接近衬里层时，混合物被沉积在该衬里层上。以带状物提供该衬里层，相邻于腔室的外壁的沿该带状物的长度移位该带状物。优选地，该衬里和另外的衬里被密封在一起，优选地被粘附在一起。衬垫和衬里层能够布置在多孔性包或袋内。优选地，该方法还包括对拦阻单元进行真空包装的步骤。吸收性晶体材料能够是聚合材料。该聚合材料能够是超吸水性聚合物。该超吸水性聚合物能够是一种或多种聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。该一种或多种聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺能够是聚丙烯酸盐和/或聚丙烯酰胺盐。该盐能够是一种或多种碱金属盐，优选钠盐或钾盐。纤维材料能够是纤维素材料。该纤维素材料能够是纸浆纤维。该纸浆纤维能够是木浆或纤维作物材料。该纤维作物材料能够是棉浆。优选地，该纤维材料是可生物降解的。
优选地，该吸收性纤维材料包括衬垫重量的40%至80%。包或袋能够包含天然材料，优选黄麻织物。优选地，该包或袋是可生物降解的。衬里能够包含亲水材料，优选棉材料。优选地，该衬里是可生物降解的。在本发明的另一方面中，提供了如通过权利要求I至23中任一项所述的方法制造的拦阻单元。现在将结合附图仅以举例的方式并且不以任何限制性意义对本发明进行描述，其中图I (a)和I (b)以截面示出处于干状态和湿状态下的已知拦阻单元；图2以示意形式示出制造根据本发明的拦阻单元的方法；以及，图3 (a)至3 (c)以示意形式示出衬垫沉积在衬里层上；图4以截面示出根据本发明的拦阻单元的截面；图5以截面示出根据本发明的拦阻单元的另一个实施例；以及，图6示出根据本发明的拦阻单元的另一个实施例。在
图1(a)中示出的是处于干状态的已知的拦阻单元I。拦阻单元I包括衬垫2，该衬垫2夹在亲水衬里层3之间。衬里层3通常是环绕衬垫2的边缘粘附在一起的棉材料。衬里层3布置在包4内。包4通常是黄麻包。如所示，衬垫2包括纤维材料5和吸收性晶体材料6的交替层。通常通过机器或通过手工将这些层5、6 —次一个地铺设在衬里层3上来制造衬垫2。当拦阻单元变湿时，层5、6膨胀，如图1(b)中所示。在该示例中，衬垫2是基本上矩形，使得拦阻单元I在膨胀时是典型沙袋的砖状形状。当膨胀时，拦阻单元I常常用作洪水或爆炸防护装置。在已知拦阻单元(未示出)的一替代实施例中，纤维材料和吸收性晶体材料混合在一起以提供遍布衬垫的近似均匀的分布。然而，如上所讨论的，这样的已知拦阻单元I具有多个缺点。首先，因为纤维材料和吸收性晶体材料不是紧紧地束缚在一起，所以拦阻单元I易于流出吸收性晶体材料。当变湿时，该吸收性晶体材料会在地上构成危险的低摩擦层。当移动或储存拦阻单元时，吸收性晶体材料还易于在拦阻单元I内移动。这会导致吸收性晶体材料的不期望的分布。当拦阻单元I吸水时，晶体材料会例如凝集在一起，降低吸水率。这可能是重要的，例如，当拦阻单元I用作防洪单元时，拦阻单元I在水中膨胀从而堵塞孔或形成防御墙。在拦阻单元I吸水上的任何延迟可能增加洪灾的数量。晶体材料的不适当分布还会导致拦阻单元I膨胀成不适当的形状。例如，在该实施例中，如果所有的吸收性晶体材料由于拦阻单元I的储存方式而位于拦阻单元I的一端，则拦阻单元I可能不会膨胀到期望的矩形形状。这会使得难以将拦阻单元I堆积成墙。图2示出制造根据本发明的拦阻单元I的方法。以纤维网7提供纤维材料。拉动网7使其通过锤式粉碎机8，该网在该锤式粉碎机中被粉碎成小片。然后，将这些片(优选地是单独的纤维)沿导管9吹入到腔室10中。
在上述过程的同时，将吸收性晶体材料从材料库11拉动到腔室10中。再一次，通常通过沿着导管12吹晶体材料而完成该过程。在本发明的一替代实施例中，晶体材料在重力作用下从库缓慢地沉积在腔室10中。在腔室10内，纤维材料被吹入到腔室10的动作使其彻底地与晶体材料混合。一旦混合在一起，混合物通过腔室外壁14中的孔13离开腔室10到衬里3上。在该实施例中，如所示，腔室10绕轴线缓慢地旋转。腔室10在固定的壳体15内旋转，该固定的壳体15也具有孔16。仅当壳体15的孔16与腔室10的孔13对准时，混合物才离开腔室10到衬里3上从而在衬里3上形成衬垫2。将衬里3提供为长板材。拉动衬里3使其经过腔室10的外壁14，如所示。以与腔室10的外壁14基本上相同的线速度将衬里3拉动经过腔室10，使得腔室10的外壁14在与衬里3相接触时是静止的。当与腔室10的外壁14相接触时，衬里3受支撑板17的支 撑，使得腔室壁14能够被紧紧地挤压到与衬里3相接触。图3(a)至3(c)更详细地示出了衬垫2沉积到衬里3上。在图3(a)中，壳体孔16和腔室孔13不对准。在图3(b)中，腔室10已经稍微旋转，使得孔13、16对准，使衬垫2沉积到衬里3上。在图3(c)中，腔室10已经进一步旋转，使得孔13、16不再对准。回到图2，另外的衬里3被铺设在衬垫2上，将衬垫2夹在两个衬里之间。然后，在将两个衬里层3插入到包4之前，环绕衬垫2和粘附在一起的边缘切割该两个衬里层3。包的开口通常被缝合以产生如图4中所示的拦阻单元I。相比已知的拦阻单元1，根据本发明的拦阻单元I具有许多优势。拦阻单元I不易于流出晶体材料，使得更安全地使用它们。它们吸水比已知的拦阻单元I更快速，并且还趋向于以已知的且可预测的方式膨胀。作为进一步的可选步骤，在分送给用户之前，对拦阻单元I进行真空包装。已经发现，真空包装的步骤改善拦阻单元I在拆开之后的性能，尤其是增加其吸水率。图5示出根据本发明的拦阻单元I的另一个实施例。拦阻单元I包括在包内的多个衬垫2。这样的延长的拦阻单元I能够例如以门道的形式用来防止洪灾。图6示出通过根据本发明的方法制造的较大的拦阻单元I。拦阻单元I的该实施例包括在包4内的几层衬垫2。仅改变腔室的外壁中或壳体中的一个或多个孔的形状，衬垫的形状就可以不同于矩形。吸收性晶体材料优选是诸如超强吸收性性聚合物的聚合材料。许多不同的超强吸收性聚合物是可用的，例如聚丙烯酸酯和/或聚丙烯酰胺，尤其是诸如碱金属盐、例如钠盐或钾盐的聚丙烯酸盐和/或聚丙烯酰胺盐。这些类型的物质能够容纳高达它们自重200倍的水，因为晶体在因流体而饱和时能够形成吸收性胶凝聚合物。本领域的技术人员很容易理解的是，可以使用超强吸收性聚合物的混合物。其它材料也被用来制造强吸收性性聚合物，诸如聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷、以及聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物。纤维材料优选地包括纤维素材料，例如纸浆纤维、诸如纤维作物材料的木浆、诸如棉浆等。存在许多其它可用的纤维作物材料，并且本领域的技术人员应了解，可以使用许多这样的材料和/或这样的材料的混合物。优选地，该纤维材料是可生物降解的。吸收性晶体材料与吸收性纤维材料的比率可以改变并且可以取决于许多因素，所述因素诸如例如强吸收性性聚合物的晶体材料的属性、例如浆材料的纤维材料的属性、以及包或袋将被投入使用的例如防洪系统或防爆系统。因此，例如纤维材料可以构成衬垫重量的40%至80%，优选重量的50%至70%，更优选重量的55%至65%，晶体材料构成所有剩余部分或剩余部分的很大一部分。拦阻单元的包或袋可以包含被视为制袋材料的任何传统材料，因此它可以是天然 材料或合成材料或这样的材料的组合。因此，天然材料的一示例是黄麻织物，并且合成材料的一示例是疏松织造的聚丙烯。黄麻织物是首选，尤其因为其亲水性。通常，非织造材料用于包或袋。该袋可以是非织造聚丙烯。该包或袋可以是可生物降解的。衬里层3通常包括诸如棉材料或纤维制品的亲水材料。在制造期间，环绕一个或多个衬垫2切割上衬里层和下衬里层3，然后通常将边缘胶合在一起以封装衬垫2。层3可以其它方式密封在一起，所述其它方式例如通过将层缝合在一起。优选地，衬里层3是可生物降解的。在以上方法中，滚筒10相对于固定的壳体15旋转。在一替代实施例(未示出)中，滚筒10是固定的，并且具有打开和关闭孔的门。将该门打开以便使衬垫2沉积到衬里3上。
权利要求
1.一种制造拦阻单元的方法，包括 提供腔室，所述腔室具有外壁，所述外壁中具有至少一个孔； 接近所述孔提供衬里层， 将纤维材料制纤维吹入到所述腔室中，同时对所述腔室提供吸收性晶体材料，使得这两种材料混合并且离开所述孔到衬里上形成衬垫；以及， 在所述衬垫上提供另外的衬里层。
2.如权利要求I中所述的方法，其中所述吸收性晶体材料也被吹入到所述腔室中。
3.如权利要求I中所述的方法，其中所述吸收性晶体材料在重力下落入到所述腔室中。
4.如权利要求I至3中任一项所述的方法，其中以纤维网提供所述纤维材料，所述网在被吹入到所述腔室中之前被粉碎。
5.如权利要求4中所述的方法，其中所述网被锤式粉碎机粉碎。
6.如权利要求I至5中任一项所述的方法，其中在混合期间所述腔室绕轴线旋转，并且当在所述腔室的所述外壁中的所述孔接近所述衬里层时，混合物沉积在所述衬里层上。
7.如权利要求6中所述的方法，其中以带状物提供所述衬里层，相邻于所述腔室的所述外壁沿所述带状物的长度来移位所述带状物。
8.如权利要求I至7中任一项所述的方法，其中所述衬里和另外的衬里被密封在一起，优选地被粘附在一起。
9.如权利要求I至8中任一项所述的方法，其中所述衬垫和衬里层布置在多孔性包或袋内。
10.如权利要求I至9中任一项所述的方法，还包括对所述拦阻单元进行真空包装。
11.如权利要求I至10中任一项所述的方法，其中所述吸收性晶体材料是聚合材料。
12.如权利要求11中所述的方法，其中所述聚合材料是超吸收性聚合物。
13.如权利要求12中所述的方法，其中所述超吸收性聚合物是一种或多种聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺。
14.如权利要求13中所述的方法，其中所述一种或多种聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺是聚丙烯酸盐和/或聚丙烯酰胺盐。
15.如权利要求14中所述的方法，其中所述盐是一种或多种碱金属盐，优选钠盐或钾盐。
16.如权利要求I至15中任一项所述的方法，其中所述纤维材料是纤维素材料。
17.如权利要求16中所述的方法，其中所述纤维素材料是纸浆纤维。
18.如权利要求17中所述的方法，其中所述纸浆纤维是木浆或纤维作物材料。
19.如权利要求18中所述的方法，其中所述纤维作物材料是棉浆。
20.如权利要求I至19中任一项所述的方法，其中所述纤维材料是可生物降解的。
21.如权利要求I至20中任一项所述的方法，其中所述吸收性纤维材料包括所述衬垫重量的40%至80%。
22.如权利要求9中所述的方法，其中所述包或袋包含天然材料，优选黄麻织物。
23.如权利要求22中所述的方法，其中所述包或袋是可生物降解的。
24.如权利要求I至23中任一项所述的方法，其中所述衬里包含亲水材料，优选棉材料。
25.如权利要求22中所述的方法，其中所述衬里是可生物降解的。
26.—种通过权利要求I至25中所述的方法制造的拦阻单元。
27.—种基本上如前所述的方法。
28.—种基本上如前所述的拦阻单元。
全文摘要
一种制造拦阻单元的方法，包括提供腔室，该腔室具有外壁，该外壁中具有至少一个孔；接近该孔提供衬里层；将纤维材料制纤维吹入到该腔室中，同时对所述腔室提供吸收性晶体材料，使得这两种材料混合并且离开所述孔到衬里上形成衬垫；以及，在该衬垫上提供另一衬里层。
文档编号E02B3/10GK102639789SQ201080052597
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者理查德·J·贝利 申请人:环境防卫系统有限公司