WO2023232996A1 - Press mold for receiving a fiber-based blank, and method for reducing the water content in a fiber-based blank - Google Patents

Press mold for receiving a fiber-based blank, and method for reducing the water content in a fiber-based blank Download PDF

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WO2023232996A1
WO2023232996A1 PCT/EP2023/064816 EP2023064816W WO2023232996A1 WO 2023232996 A1 WO2023232996 A1 WO 2023232996A1 EP 2023064816 W EP2023064816 W EP 2023064816W WO 2023232996 A1 WO2023232996 A1 WO 2023232996A1
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WO
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press mold
mold
moisture
blank
fiber
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/064816
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German (de)
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Inventor
Christian Preiss
Florian MÜLLER
Shaikh WASEEM
Original Assignee
Alpla Werke Alwin Lehner Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21JFIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J3/00Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21JFIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J3/00Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds
    • D21J3/10Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds of hollow bodies

Definitions

  • the present invention relates to a press mold for receiving a fiber-based blank, in particular for receiving a container or a fiber-based closure element, and a method for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular in a container or in a fiber-based closure element for a container according to the Preamble of independent claims.
  • a fiber-based blank in the form of a container was disclosed in WO 2012/139590 Al.
  • so-called pulp is introduced into a mold arranged upside down by injection and pressed into this mold with a flexible balloon against a corresponding wall and compressed accordingly.
  • the pulp is compressed and heated to a temperature of around 180 ° C to dry the container. It is also known to produce closure elements for containers from pulp.
  • Pulp is a mixture of fibers and water, especially natural fibers such as hemp fibers, cellulose fibers or flax fibers or a mixture thereof. If necessary, the pulp has additives which, for example, improve hardening of the compressed pulp or have an influence on the later appearance or generally change the properties of the pulp or the later container.
  • the aforementioned process is time-consuming and energy-intensive. It has therefore already been suggested to improve this.
  • WO 2018/020219 Al another method became known for drying wet, fiber-based blanks.
  • the blanks are containers.
  • the wet pulp is also placed inside the mold using a flexible balloon pressed together.
  • the container pre-processed in this way is then removed from the mold together with the balloon inside and placed on a conveyor belt.
  • the balloon is removed from the cold formed container.
  • the container is then exposed to microwaves to dry it.
  • the blank is very sensitive to force before drying and must be handled very carefully.
  • the container can deform, for example due to uneven drying or caused by a non-uniform layer thickness, or it can be damaged by external influences.
  • a device and a method are to be provided which make it possible to dry wet fiber-based blanks, in particular containers such as bottles, cups, bowls or trays or wet fiber-based closure elements, with little energy expenditure and thereby ensure that they remain dimensionally accurate.
  • a device is provided by a press mold for receiving a fiber-based blank.
  • the fiber-based blank can in particular be a container or a fiber-based closure element for a container.
  • the press mold is intended for use in a microwave chamber.
  • the press mold is microwave-permeable. When the press mold is closed, at least one gap is formed within the press mold through which moisture can escape.
  • the wet fiber-based blank By providing the wet fiber-based blank within the microwave-permeable press mold, it can also be achieved that it is accessible to the microwaves from all sides and drying can therefore be accomplished from all sides. After this drying step, the wet fiber-based blank has a water content of approximately 5% to 12%.
  • the wet fiber-based blanks are typically formed as already known in the art.
  • pulp is placed in a porous mold or in a solid mold with water-draining channels, the entrances of which are covered with sieves or whose openings are small enough that the fibers of the pulp cannot penetrate, and on the inner wall of the mold the fibers of the pulp are washed up, so that a wall of a blank is built up.
  • the now present semi-finished product i.e. the wet fiber-based blank, is removed from the casting mold and placed into the microwave-permeable press mold and thus made available in the press mold.
  • the wet fiber-based blank has a water content of approximately 75% or less, so that it can be transported between the processing stations in a dimensionally stable manner.
  • the wet fiber-based blank is removed from the casting mold using a suitable transfer device.
  • the wet fiber-based blank is then placed into the opened press mold. After insertion, the press form is closed.
  • the Press mold is preferably designed in two parts. Blowing out and/or suction using negative or positive pressure may be necessary for removal and insertion. Purely mechanical grippers can also be used for this transfer.
  • the press mold can have an inner wall which is designed with a greater surface quality compared to the inner wall of the casting mold.
  • an expandable tool is introduced into the fiber-based blank.
  • the water content of the fiber-based blank can be reduced in a first step by compressing a wall of the blank.
  • the wet fiber-based blank has a water content of approximately 50% - 60% at this point.
  • the at least one gap on the press mold allows the displaced moisture, which in the present case is essentially water, to escape from the press mold.
  • the press mold it is not necessary to design the press mold as such to be water-permeable. On the one hand, this makes it possible to produce the surfaces of the press mold with a higher quality, and on the other hand, any pores or channels in the press mold do not have to be laboriously cleaned after the press mold has been used.
  • the moisture can also be specifically removed through a gap, or the areas in which the moisture is removed can be specifically selected.
  • the gap also enables the removal of in a later step, namely when exposed to microwaves Humidity .
  • the moisture is typically in the form of vapor.
  • a gap in the sense of the present description is an opening with an elongated dimension.
  • the opening has a length whose dimension is several times larger than the dimension of the width, in particular more than twenty times.
  • a gap is also arranged in such a way that moisture can escape from the inside of the mold, i.e. from a cavity, to the outside.
  • the gap is an opening that provides a passage arranged radially in relation to a longitudinal axis of the mold.
  • the at least one gap is formed in a region of the mold that corresponds to a region on the fiber-based blank that is removed before using a product made from the fiber-based blank. Provision can be made to arrange additional columns on the press mold.
  • the gap can leave machining marks on the surface of the blank. If the gap is formed in an area that will later be separated from the blank, this fact remains unimportant. Any changes to the surface are not visible on the finished product because these areas are separated accordingly.
  • the at least one gap is formed on an area of the press mold that corresponds to a neck of the blank.
  • the neck of the blank can be made correspondingly longer in relation to the finished product and the protruding area can be easily separated.
  • the press mold can be designed in two or more parts. Accordingly, it has one or more mold separation planes. It can be provided that the gap is formed on at least one of the mold parting planes. This is an alternative or addition to a gap in an area that is later separated from the blank, as described herein.
  • the formation of the gap on a mold parting plane enables the gap to be manufactured easily, since the mold parting plane is easily accessible with tools during production.
  • a gap located on the mold parting plane can be cleaned easily and inexpensively.
  • the mold separation plane of the press mold extends in the same area as a corresponding mold separation plane of a casting mold, corresponding defects that arise on the blank after casting can be recorded in the press mold at the same location. This means that the blank is not put under unnecessary strain.
  • the press mold halves do not touch each other in the area of the cavity, i.e. on the inner wall of the cavity, but are in contact with each other through the gap.
  • this gap can widen and form a channel which becomes narrower again as the radial distance to a center of the mold increases.
  • the two halves of the mold then lie on top of each other so that the channel is closed.
  • the mold parting planes towards the inside of the press mold form the gap.
  • the at least one gap is formed circumferentially along the entire mold parting plane.
  • the gap increases the opening cross-section through which moisture can escape.
  • the entire blank is also essentially accessible from all sides. This is also advantageous because a visible mark will appear on the product in this area due to the casting process. By arranging the gap in the same place, an additional editing mark can be prevented.
  • the press mold is designed in two parts in the area of a container body and additionally has a separate one-piece shoulder area and/or a separate one-piece bottom area.
  • the at least one gap can open into a moisture-dissipating channel which is arranged within a wall of the press mold.
  • the gap can spread and expand/enlarge towards the press mold, so that a corresponding channel is formed. Moisture can be removed within this moisture-removing channel.
  • a corresponding channel By providing a channel, it can be ensured that even larger amounts of moisture can be removed without causing a blockage to form in the area of the gap.
  • a corresponding channel also makes it possible to create a forced flow to remove moisture.
  • the at least one gap can have a width of 0. 04mm to 0. 1 mm, especially up to 0. 4 mm, have .
  • the preferred width is from 0 . 6mm to 0. 25mm.
  • the length of the gap is many times larger, preferably at least 20 times, preferably 100 times, than its width, in particular the length of the gap extends along the press mold over at least 25% of the inner contour, preferably axially Direction, i.e. in the direction of the longitudinal axis of the press form, or of the fiber-based blank formed therein.
  • the moisture-removing channel can be connected to a device for generating a negative pressure or an overpressure, so that a specific flow can be created in the moisture-removing channel. This allows the moisture to be removed more quickly and in a more targeted manner.
  • Openings can open into the moisture-draining channel, or holes or channels that have a direct connection to the outside, so that the moisture can be drained away more quickly.
  • appropriate channels enable also the removal of moisture at specific points of the moisture-removing channel, so that the moisture removal can be accelerated in preferred areas.
  • the press mold can have a substantially uniform wall thickness. This ensures that the blank in the press mold is essentially uniformly exposed to microwaves and that these have a correspondingly uniform effect on the blank.
  • Support elements can also be provided on the press mold in order to support the press mold.
  • a press mold as described here is relatively thin-walled and/or made of at least partially elastic materials. Deformation of the press mold can be prevented using appropriate support elements.
  • the microwave-permeable mold can be made of a material selected from the list of materials including PEI, PI, PE, POM, PEEK, wood, PTFE, ceramic, glass and PP.
  • a method for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular in a fiber-based container or a fiber-based closure element for a container comprises the steps:
  • the fiber-based blank is preferably provided in a microwave-permeable mold.
  • the wet fiber-based blank After being prepared in the press mold, the wet fiber-based blank is preferably exposed to microwaves.
  • the expandable tool remains in the expanded state during exposure to microwaves.
  • the blank is exposed to microwaves when the expandable tool is pressurized and expanded.
  • the moisture contained in the fibers can be brought into a vapor phase so that it can escape from the fibers.
  • This vaporous or gaseous phase is preferably removed through the at least one gap.
  • the moisture is removed with a forced flow. Forced flow can accelerate the removal of moisture.
  • the forced flow allows the moisture to be removed in particular from the microwave chamber.
  • a moisture-dissipating channel can be provided in the press mold, into which the at least one gap opens.
  • the flow can be generated by negative pressure or by positive pressure.
  • An area of the blank into which the at least one gap of the press mold opens can be separated from the blank after reducing the water content or moisture. Accordingly, any marks created can be removed from the finished product so that it has a uniform surface.
  • Openings can open into the moisture-draining channel, or holes or channels that have a direct connection to the outside, so that the moisture can be drained away more quickly.
  • appropriate openings also enable the removal of moisture at specific points of the moisture-removing channel, so that moisture removal can be accelerated in preferred areas.
  • the channel can be formed in the area of a parting plane.
  • the fiber-based blank can be introduced into a microwave-reflecting microwave chamber before being exposed to microwaves, in particular together with the press mold.
  • microwaves can thereby be increased.
  • Microwaves that are not directly absorbed by the wet fiber-based blank are typically reflected on the inner wall of the microwave chamber, increasing the likelihood that these microwaves will still hit the blank being dried.
  • molecules can be stimulated to oscillate by stimulation with microwaves and that this oscillation creates heat.
  • Water for example, has a natural frequency of 2.45 GHz. The microwaves are therefore preferably generated at this frequency.
  • the water is preferably excited and thus heated until it evaporates and accordingly diffuses out of the wet blank.
  • the press mold and/or the microwave chamber is preheated to a temperature that is higher than 60 °C but preferably lower than 160 °C.
  • the heating or preheating of the press mold and/or the microwave chamber can be carried out, for example, using conventional resistance heaters. Additionally or alternatively, it is conceivable to blow in a correspondingly heated fluid, for example air, so that the respective elements reach the desired temperature.
  • a correspondingly heated fluid for example air
  • An additional or alternative way of preheating the mold could, for example, also occur through intentional, partial absorption of the microwave radiation in the mold itself in the order of a maximum of 10%, preferably a maximum of 5% of the microwave radiation, or by Energy release of the steam generated during drying to the press mold.
  • the moisture can be water vapor but also water in its liquid form.
  • the forced air flow can also or alternatively be formed in this channel.
  • the moisture within the device can be kept low and condensation of the moisture or renewed heating of the moisture, for example water drops by microwave radiation, can be prevented or at least reduced.
  • the energy input into the wet fiber-based blank becomes more uniform and overheating of individual parts of the blank can be avoided.
  • the blanks can each be rotated around their own axis and/or around a common axis. This enables the More efficient use of microwaves and enables a more even energy input into the blanks.
  • stirrer in particular within the microwave chamber or at the transition of a waveguide to the microwave chamber, and to use this to swirl the microwaves.
  • a stirrer can be used to disrupt the static propagation of microwaves within the drying chamber, i.e. the microwave chamber, and to minimize areas of high microwave intensity.
  • Such an arrangement also has a positive effect in terms of uniform energy input.
  • the microwaves can be applied in a cycled manner depending on the water content of the wet fiber-based blank.
  • the performance can be reduced by the clocking.
  • the water content in the wet fiber-based blank is lower and too much energy can cause the blank to overheat in certain areas. This can be prevented by reducing the power.
  • the press mold can be porous or solid with water-draining channels or made of a fine-mesh material.
  • the method and the press mold, as described here, are preferably used in a combination with a device for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular for reducing the water content in a fiber-based blank, as described here.
  • the device has a microwave chamber for introducing a wet fiber-based container and at least one device for generating microwaves.
  • the device also has a device for supplying and removing media from the microwave chamber. In particular, this involves the supply and removal of compressed air and moisture.
  • One or more devices for supplying and removing media can be arranged in such a way that, when used according to the invention, they are connected to the moisture-dissipating channel of the press mold.
  • the device for generating microwaves can be connected to the microwave chamber by means of a waveguide.
  • the device for generating microwaves can be arranged at a spatial distance from the microwave chamber and the microwave radiation generated by this device can be introduced into the microwave chamber in a targeted manner.
  • the waveguide preferably has a rectangular cross section, with its longer side typically in Direction of a longitudinal axis of the microwave chamber is aligned.
  • the longitudinal axis of the microwave chamber essentially corresponds to the longitudinal axis of the fiber-based blank or container. This is determined by a connection between a base of the blank and a pouring opening of the blank or the container.
  • openings can be arranged along the waveguide, which are connected to the microwave chamber and through which the microwaves can propagate into the microwave chamber. This enables a reduced size of the entire unit.
  • the device can have a lid for closing the microwave chamber.
  • an exhaust air opening can be arranged in the lid. This opening therefore corresponds to a device for supplying and removing a medium from the microwave chamber, in particular compressed air and moisture.
  • a lid allows the microwave chamber to be easily closed and the exhaust air opening to be precisely aligned, so that a targeted air flow can be generated within the device, i.e. within the microwave chamber.
  • the microwave chamber can be divided so that the microwave chamber consists of two identical housing parts or housing parts of different sizes and shapes. It can be provided that one press mold half is assigned to each half of the microwave chamber. For example, each press mold half can be connected to a corresponding half of the microwave chamber.
  • the microwave chamber can additionally or alternatively have a bottom.
  • a large number of openings are arranged in the base for supplying air to the microwave chamber. These openings therefore correspond to a device for supplying and removing a medium from the microwave chamber, in particular compressed air and moisture.
  • Such openings can also be designed as an integral part of the press mold.
  • the bottom of the microwave chamber can simultaneously form part of the press mold, in particular a bottom of the press mold.
  • This bottom of the press mold preferably ends in a microwave-tight tube. On the one hand, this prevents microwaves from escaping from the microwave chamber, and on the other hand, it simultaneously enables the removal of moisture and/or the supply of compressed air to create a forced flow.
  • the device for reducing the water content in a fiber-based container has several devices for generating microwaves.
  • Each of the plurality of devices for generating microwaves may be connected to the microwave chamber with a waveguide.
  • the individual devices for generating microwaves can therefore introduce their generated microwave radiation into the microwave chamber at different points.
  • each of the devices can be controlled separately and emit microwave radiation with a different power.
  • the drying of the blank can be carried out in a targeted manner, with different power being applied to it at different points if necessary can be made so that the overall drying process is even. In this case, uniform means that the wet fiber-based container reaches a predefined water content, which is achieved simultaneously across the entire container.
  • the waveguides are arranged at different angles and/or along the longitudinal axis at different heights and/or in relation to the longitudinal axis with different orientations of the longer side of the respective rectangular cross section of the waveguide.
  • the device preferably has a holding device for the microwave-permeable mold.
  • the microwave-permeable press mold can thus be arranged and/or supported within the device, in particular within the microwave chamber.
  • the device has several holding devices in order to hold several molds in the microwave chamber at the same time. This reduces the cycle time and enables more efficient use of the microwaves.
  • the holding devices can each be designed to rotate about their own axis and/or about a common axis. This enables the microwaves to be used more efficiently and enables a more even energy input into the blanks.
  • the holding device can also be designed in such a way that it is attached to the press mold with appropriate support elements is in operative connection so that the press mold is evenly supported and is not deformed.
  • a blank can be designed as a container, in particular as a bottle, bowl, cup, (coffee) capsule, tray or can. It is also possible to produce closures for containers using the method according to the invention and the device according to the invention.
  • Figure 1 A device with a press mold before exposure to microwaves
  • Figure 2 the device according to Figure 1 during exposure to microwaves
  • Figure 3 a perspective view of a press mold in an alternative device
  • Figure 4 a sectional view through a press mold
  • Figure 5 a perspective view of an alternative
  • Figure 6 a perspective view of an alternative
  • Figure 7 a perspective view of an alternative
  • Figure 8 exemplary further typical fiber-based containers that can be produced using the method according to the invention
  • 9 shows an example of a typical fiber-based closure that can be produced using the method according to the invention.
  • Figure 1 shows a device 200 for reducing the water content in a fiber-based blank before exposure to microwaves.
  • the fiber-based blank is a container 100 in the form of a bottle.
  • the device 200 has a microwave chamber 40 which is closed with a lid 41.
  • a lid 41 In the lid 41 there is an exhaust opening 42 through which compressed air and/or moisture, such as water or water vapor, can be removed.
  • the microwave chamber 40 also has a floor 43.
  • the device 200 also has a device 50 for generating microwaves. In the present case, this is designed as a magnetron.
  • the device 50 for generating microwaves is connected to the microwave chamber 40 with a waveguide 51.
  • the waveguide 51 is rectangular.
  • a press mold 20 is arranged within the microwave chamber 40.
  • a wet fiber-based container 100 is disposed within the mold 20. This was removed from a casting mold before being placed in the press mold 20 and currently has a water content of approximately 75%. After placing the wet fiber-based container 100 into the mold 20, an expandable tool 30 was placed inside the wet fiber-based container 100.
  • the wall of the container 100 is pressed onto the inner wall of the press mold 20 and the water in the wet fiber-based container 100, or the moisture in it, is partially pressed out of it.
  • the press form 20 is used for this purpose water-permeable. Water permeability can be achieved with porosity; in this case, individual channels or openings are provided in the form of a gap in the press mold. The water can therefore be drained away through gaps or openings at the separation point of the press mold.
  • the escaping water, or the escaping moisture is shown stylized by water drops in the illustration according to FIG. These water drops can drip onto the bottom 43 of the microwave chamber and be discharged through the openings 44.
  • the fiber-based container 100 has a water content of approximately 50%.
  • FIG 2 shows the device according to Figure 1 during the exposure of the wet fiber-based container 100 to microwaves.
  • Figure 2 shows the actual drying process.
  • Microwaves are correspondingly generated in the device 50 for generating microwaves and are introduced into the microwave chamber 40 through the waveguide 51 .
  • the microwaves heat up the moisture contained in the fiber-based container 100, in other words, the molecules begin to vibrate.
  • the moisture begins to evaporate and exits the container 100 through the microwave-permeable mold 20.
  • the expandable tool 30 is shown in the non-expanded state, but it is possible for the expandable tool 30 to remain expanded even during the process shown here.
  • the moisture shown here stylized by wavy lines, enters the microwave chamber 40.
  • a holding device for the microwave-permeable mold 20 is designed as an integral part of the lid 41.
  • the device 200 is designed in two parts, i.e. consists of two halves and, if necessary, a separate base.
  • the press mold 20 can be held and pressed together on the respective halves of the device 200 by appropriate elements.
  • a corresponding training is shown in Figure 3.
  • Figure 3 shows a perspective view of a press mold 20 in an alternative device 200.
  • a press mold 20 is arranged within the device 200.
  • the press mold 20 is designed in three parts. Shown is a first half of the press mold 20A, which is connected at a mold parting plane T to a second half of the press mold 20B (see Figure 4), not shown here.
  • a base part 24 is arranged which has a mold separation plane to both mold halves 20A and 20B of the mold 20.
  • the device 200 has, analogous to FIG. 1, a microwave chamber 40 which is closed with a lid 41.
  • the upper end of the mold 20 extends through the cover 41.
  • the bottom 24 of the mold 20 also forms the bottom end of the microwave chamber 40.
  • the base part 24 merges into a microwave-tight tube 25.
  • Figure 3 shows the mold separation plane on the press mold half 20A with a moisture-dissipating channel 22 arranged therein, which opens into a gap 21 (see Figure 4), which is not specified here.
  • openings 23 open into the moisture-removing channel 22 through which the moisture collected in the channel 22 can be removed.
  • the channel 22 can also be pressurized through these openings 23.
  • openings 23 in the base 24 can also be seen.
  • the openings 23 also open into a moisture-dissipating channel 22 which is arranged in the area of the mold parting plane between the base part 24 and the press mold halves 20A and 20B in the base part 24.
  • the channel 22 is arranged circumferentially in the base part 24.
  • the channel 22 in the press mold half 20A is also designed to run along the entire mold parting plane and opens into a corresponding gap.
  • Moisture can also be removed through the openings 23 on the bottom 24 and/or the channel 22 can be pressurized.
  • Figure 4 shows a detail of a sectional view through the press mold 20 from Figure 3.
  • the sectional view extends parallel to the mold parting plane between the base 24 and the mold halves 20A and 20B (see FIG. 3).
  • Visible and shown in the figure are the two press mold halves 20A and 20B, which rest against one another along the mold parting plane T. It can be seen that the two press mold halves 20A and 20B form a cavity for receiving a corresponding blank.
  • a gap 21 is formed on the mold parting plane in the area of the cavity, which opens into a moisture-dissipating channel 22 in the direction into the press mold 20, i.e. into a wall of the press mold 20.
  • Both the gap 21 and the channel 22 are each formed in half in the mold halves 20A and 20B.
  • the interior of the mold i.e. the cavity, is connected to the channel 22 in a radially outward direction through the gap 21.
  • the mold halves 20A and 20B lie close to one another in the same direction behind the channel 22.
  • All molds 20 have two mold halves 20A and 20B (not shown) and a base 24.
  • the bottom 24 opens into a microwave-tight tube 25.
  • the bottom 24 is designed identically to the bottom 24 described in FIG. 3.
  • the moisture removal channel 22 in the mold half 20A has no further openings.
  • the moisture-dissipating channel 22 has openings 23 in an upper region. These correspond to the openings 23 which are described in FIG.
  • the embodiment according to Figure 6 corresponds to that according to Figure 3.
  • the embodiment according to Figure 7 corresponds in relation to the moisture-dissipating channel
  • FIG 8 shows, by way of example, further typical fiber-based containers that can be produced using the method described here.
  • a container 100 can be seen, which corresponds to the container 100 from the description of Figures 1 and 2.
  • This container 100 is also in the shape of a bottle and also has a thread on the bottle neck.
  • the container 100' is in the form of a bowl, the container 100'' is in the form of a cup.
  • FIG. 9 shows an example of a typical fiber-based closure 300 that can be produced using the method described here.

Abstract

The invention relates to a press mold (20) for receiving a fiber-based blank, in particular a container (100, 100', 100'') or a fiber-based closure element (300) for a container (100), for use in a microwave chamber (40). The press mold (20) is permeable to microwaves, and at least one gap (21) through which moisture can escape is formed on the press mold (20) in the closed state of the press mold (20). The invention additionally relates to a method for reducing the water content in a fiber-based blank.

Description

Pressform zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings und Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling Press mold for holding a fiber-based blank and method for reducing the water content in a fiber-based blank
Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Press form zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings , insbesondere zur Aufnahme eines Behälters oder eines faserbasierten Verschlusselementes und ein Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere in einem Behälter oder in einem faserbasierten Verschlusselement für einen Behälter gemäss dem Oberbegri f f der unabhängigen Ansprüche . The present invention relates to a press mold for receiving a fiber-based blank, in particular for receiving a container or a fiber-based closure element, and a method for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular in a container or in a fiber-based closure element for a container according to the Preamble of independent claims.
Ein faserbasierter Rohling in der Form eines Behälters wurde in der WO 2012 / 139590 Al of fenbart . Zur Herstellung dieses Behälters wird sogenannte Pulpe in eine kopfüber angeordnete Form durch Einspritzen eingebracht und mit einem flexiblen Ballon in dieser Form an eine entsprechende Wandung gedrückt und entsprechend komprimiert . Dabei wird die Pulpe zusammengedrückt und auf eine Temperatur von rund 180 ° C aufgehei zt , um den Behälter zu trocknen . Ebenso ist es bekannt Verschlusselemente für Behälter aus Pulpe herzustellen . A fiber-based blank in the form of a container was disclosed in WO 2012/139590 Al. To produce this container, so-called pulp is introduced into a mold arranged upside down by injection and pressed into this mold with a flexible balloon against a corresponding wall and compressed accordingly. The pulp is compressed and heated to a temperature of around 180 ° C to dry the container. It is also known to produce closure elements for containers from pulp.
Pulpe ist eine Mischung aus Fasern und Wasser, insbesondere Naturfasern wie Hanf fasern, Zellulosefasern oder Flachs fasern oder einer Mischung davon . Gegebenenfalls weist die Pulpe Zusatzstof fe auf , die beispielsweise ein Aushärten der komprimierten Pulpe verbessern oder Einfluss auf das spätere Aussehen haben oder generell die Eigenschaften der Pulpe oder des späteren Behälters verändern . Pulp is a mixture of fibers and water, especially natural fibers such as hemp fibers, cellulose fibers or flax fibers or a mixture thereof. If necessary, the pulp has additives which, for example, improve hardening of the compressed pulp or have an influence on the later appearance or generally change the properties of the pulp or the later container.
Das vorgenannte Verfahren ist zeitaufwändig und energieintensiv . Es wurde daher schon vorgeschlagen, dieses zu verbessern . Mit der WO 2018 / 020219 Al wurde ein weiteres Verfahren bekannt , um nasse , faserbasierte Rohlinge zu trocknen . Auch hier handelt es sich bei den Rohlingen um Behälter . Hierbei wird die nasse Pulpe innerhalb der Giess form ebenfalls mit einem flexiblen Ballon zusammengepresst . Im Anschluss wird der so vorbearbeitete Behälter gemeinsam mit dem sich darin befindlichen Ballon entformt und auf ein Förderband gestellt . Der Ballon wird aus dem kaltgeformten Behälter entfernt . Im Anschluss wird der Behälter mit Mikrowellen beaufschlagt , um diesen zu trocknen . Der Rohling ist vor dem Trocknen sehr empfindlich auf Krafteinwirkung und muss sehr sorgfältig behandelt werden . Während des Trocknungsvorgangs kann sich der Behälter verformen, beispielsweise durch ungleichmässige Trocknung oder hervorgerufen durch ein nicht uni forme Schichtdicke oder er kann durch äussere Einflüsse Schaden nehmen . The aforementioned process is time-consuming and energy-intensive. It has therefore already been suggested to improve this. With WO 2018/020219 Al, another method became known for drying wet, fiber-based blanks. Here too, the blanks are containers. The wet pulp is also placed inside the mold using a flexible balloon pressed together. The container pre-processed in this way is then removed from the mold together with the balloon inside and placed on a conveyor belt. The balloon is removed from the cold formed container. The container is then exposed to microwaves to dry it. The blank is very sensitive to force before drying and must be handled very carefully. During the drying process, the container can deform, for example due to uneven drying or caused by a non-uniform layer thickness, or it can be damaged by external influences.
Es ist Aufgabe der Erfindung, zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik zu beheben . Insbesondere soll eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, die es ermöglichen, mit geringem energetischen Aufwand nasse faserbasierte Rohlinge , insbesondere Behälter wie beispielsweise Flaschen, Becher, Schüsseln oder Schalen oder nasse faserbasierte Verschlusselemente , zu trocknen und dabei sicherzustellen, dass diese masshaltig bleiben . It is the object of the invention to eliminate at least one of the disadvantages of the prior art. In particular, a device and a method are to be provided which make it possible to dry wet fiber-based blanks, in particular containers such as bottles, cups, bowls or trays or wet fiber-based closure elements, with little energy expenditure and thereby ensure that they remain dimensionally accurate.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Vorrichtungen und Verfahren gelöst . Weitere Aus führungs formen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen . This task is solved by the devices and methods defined in the independent patent claims. Further embodiments result from the dependent patent claims.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch eine Press form zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings bereitgestellt . Bei dem faserbasierten Rohling kann es sich insbesondere um einen Behälter oder ein faserbasiertes Verschlusselement für einen Behälter handeln . Die Press form ist zur Verwendung in einer Mikrowellenkammer vorgesehen . Dazu ist die Press form mikrowellendurchlässig . Im geschlossenen Zustand der Press form ist zumindest ein Spalt innerhalb der Press form ausgebildet , durch den Feuchtigkeit entweichen kann . Durch das Bereitstellen einer mikrowellendurchlässigen Press form für den faserbasierten Rohling kann ein nasser faserbasierter Rohling während des Trocknungsvorgangs , das heisst während des Beaufschlagens mit Mikrowellen, innerhalb der Form verbleiben . Der Rohling ist somit geschützt gegen äussere Einflüsse und Beschädigungen oder Verformungen sind verhindert . Durch das Bereitstellen des nassen faserbasierten Rohlings innerhalb der mikrowellendurchlässigen Press form kann ebenfalls erreicht werden, dass dieser von allen Seiten für die Mikrowellen zugänglich ist und eine Trocknung also von allen Seiten bewerkstelligt werden kann . Der nasse faserbasierte Rohling weist nach diesem Trocknungsschritt einen Wassergehalt von ungefähr 5% bis 12 % auf . A device according to the invention is provided by a press mold for receiving a fiber-based blank. The fiber-based blank can in particular be a container or a fiber-based closure element for a container. The press mold is intended for use in a microwave chamber. The press mold is microwave-permeable. When the press mold is closed, at least one gap is formed within the press mold through which moisture can escape. By providing a microwave-permeable mold for the fiber-based blank, a wet fiber-based blank can remain within the mold during the drying process, that is, during exposure to microwaves. The blank is therefore protected against external influences and damage or deformation is prevented. By providing the wet fiber-based blank within the microwave-permeable press mold, it can also be achieved that it is accessible to the microwaves from all sides and drying can therefore be accomplished from all sides. After this drying step, the wet fiber-based blank has a water content of approximately 5% to 12%.
Im vorliegenden Verfahren werden die nassen faserbasierten Rohlinge typischerweise wie bereits im Stand der Technik bekannt geformt . Mit anderen Worten wird Pulpe in eine poröse Giess form oder in eine solide Giess form mit wasserabführenden Kanälen, deren Eingänge mit Sieben abgedeckt sind oder deren Öffnungen klein genug sind, dass die Fasern der Pulpe nicht eindringen können, eingebracht und an der Innenwandung der Giess form die Fasern der Pulpe angeschwemmt , sodass sich eine Wandung eines Rohlings aufbaut . Sobald die Wandung genügend dick ist , wird das Anschwemmen der Pulpe beendet . Das nunmehr vorliegende Halbfabrikat , also der nasse faserbasierte Rohling, wird der Giess form entnommen und in die mikrowellendurchlässige Press form eingebracht und damit in der Press form bereitgestellt . Der nasse faserbasierte Rohling weist zu diesem Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 75% oder weniger auf , sodass dieser formstabil zwischen den Verarbeitungsstationen transportiert werden kann . In the present process, the wet fiber-based blanks are typically formed as already known in the art. In other words, pulp is placed in a porous mold or in a solid mold with water-draining channels, the entrances of which are covered with sieves or whose openings are small enough that the fibers of the pulp cannot penetrate, and on the inner wall of the mold the fibers of the pulp are washed up, so that a wall of a blank is built up. As soon as the wall is thick enough, the pulp washing stops. The now present semi-finished product, i.e. the wet fiber-based blank, is removed from the casting mold and placed into the microwave-permeable press mold and thus made available in the press mold. At this point, the wet fiber-based blank has a water content of approximately 75% or less, so that it can be transported between the processing stations in a dimensionally stable manner.
Der nasse faserbasierte Rohling wird mit einem geeigneten Übergabegerät aus der Giess form entnommen . Anschliessend wird der nasse faserbasierte Rohling in die geöf fnete Press form eingelegt . Nach dem Einlegen wir die Press form geschlossen . Die Press form ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet . Dabei kann für die Entnahme und das Einlegen ein Ausblasen und/oder ein Ansaugen mittels Unter- oder Überdruck erforderlich sein . Ebenso können rein mechanische Grei fer für diesen Trans fer zum Einsatz kommen . The wet fiber-based blank is removed from the casting mold using a suitable transfer device. The wet fiber-based blank is then placed into the opened press mold. After insertion, the press form is closed. The Press mold is preferably designed in two parts. Blowing out and/or suction using negative or positive pressure may be necessary for removal and insertion. Purely mechanical grippers can also be used for this transfer.
Typischerweise kann die Press form eine Innenwandung aufweisen, die im Vergleich zur Innenwandung der Giess form mit einer grösseren Oberflächengüte ausgebildet ist . Typically, the press mold can have an inner wall which is designed with a greater surface quality compared to the inner wall of the casting mold.
Vorzugsweise wird nach dem Bereitstellen des faserbasierten Rohlings in der Press form ein expandierbares Werkzeug in den faserbasierten Rohling eingebracht . Durch Expansion des expandierbaren Werkzeugs kann der Wassergehalt des faserbasierten Rohlings in einem ersten Schritt durch eine Kompression einer Wandung des Rohlings reduziert werden . Der nasse faserbasierte Rohling weist zu diesem Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 50% - 60% auf . Preferably, after providing the fiber-based blank in the press mold, an expandable tool is introduced into the fiber-based blank. By expanding the expandable tool, the water content of the fiber-based blank can be reduced in a first step by compressing a wall of the blank. The wet fiber-based blank has a water content of approximately 50% - 60% at this point.
Der zumindest eine Spalt an der Press form ermöglicht es , dass die verdrängte Feuchtigkeit , bei der es sich vorliegend im Wesentlichen um Wasser handelt , aus der Press form austreten kann . The at least one gap on the press mold allows the displaced moisture, which in the present case is essentially water, to escape from the press mold.
Entsprechend kann darauf verzichtet werden, die Press form als solches wasserdurchlässig aus zuführen . Dies ermöglicht es einerseits , die Oberflächen der Press form mit einer höheren Güte zu fertigen, andererseits müssen all fällige Poren oder Kanäle der Press form nicht aufwendig gereinigt werden, nachdem die Pressform benutzt worden ist . Accordingly, it is not necessary to design the press mold as such to be water-permeable. On the one hand, this makes it possible to produce the surfaces of the press mold with a higher quality, and on the other hand, any pores or channels in the press mold do not have to be laboriously cleaned after the press mold has been used.
Durch einen Spalt kann die Feuchtigkeit ebenfalls gezielt abgeführt werden, beziehungsweise die Bereiche , in denen die Feuchtigkeit abgeführt wird, gezielt gewählt werden . The moisture can also be specifically removed through a gap, or the areas in which the moisture is removed can be specifically selected.
Der Spalt ermöglicht in einem späteren Schritt , nämlich bei der Beaufschlagung mit Mikrowellen, ebenfalls die Abfuhr von Feuchtigkeit . In diesem Schritt liegt j edoch die Feuchtigkeit typischerweise als Dampf vor . The gap also enables the removal of in a later step, namely when exposed to microwaves Humidity . However, in this step the moisture is typically in the form of vapor.
Ein Spalt im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist eine Öf fnung mit einer länglichen Ausdehnung . Mit anderen Worten weist die Öf fnung eine Länge auf , deren Dimension im Vergleich zur Dimension der Breite um ein Mehrfaches grösser ist , insbesondere mehr als das zwanzigfache beträgt . Ein Spalt ist zudem j eweils derart angeordnet , dass Feuchtigkeit aus dem Innern der Pressform, also aus einer Kavität , nach aussen entweichen kann . Mit anderen Worten ist der Spalt eine Öf fnung, die einen in Bezug zu einer Längsachse der Press form radial angeordneten Durchgang be- reitstellt . A gap in the sense of the present description is an opening with an elongated dimension. In other words, the opening has a length whose dimension is several times larger than the dimension of the width, in particular more than twenty times. A gap is also arranged in such a way that moisture can escape from the inside of the mold, i.e. from a cavity, to the outside. In other words, the gap is an opening that provides a passage arranged radially in relation to a longitudinal axis of the mold.
Es kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Spalt in einem Bereich der Press form ausgebildet ist , der einem Bereich an dem faserbasierten Rohling entspricht , der vor der Benutzung eines aus dem faserbasierten Rohlings hergestellten Produktes entfernt wird . Dabei kann vorgesehen sein, zusätzliche weitere Spalten an der Press form anzuordnen . It can be provided that the at least one gap is formed in a region of the mold that corresponds to a region on the fiber-based blank that is removed before using a product made from the fiber-based blank. Provision can be made to arrange additional columns on the press mold.
Unter Umständen kann der Spalt Bearbeitungsmarken auf der Oberfläche des Rohlings hinterlassen . I st der Spalt in einem Bereich ausgebildet , der später von dem Rohling abgetrennt wird, bleibt dieser Umstand unbeachtlich . Etwaige Veränderungen der Oberfläche sind damit am fertigen Produkt nicht sichtbar, da diese Bereiche entsprechend abgetrennt werden . Under certain circumstances, the gap can leave machining marks on the surface of the blank. If the gap is formed in an area that will later be separated from the blank, this fact remains unimportant. Any changes to the surface are not visible on the finished product because these areas are separated accordingly.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der zumindest eine Spalt an einem Bereich der Press form ausgebildet ist, der einem Hals des Rohlings entspricht . In particular, it can be provided that the at least one gap is formed on an area of the press mold that corresponds to a neck of the blank.
Der Hals des Rohlings kann in Bezug zum fertigen Produkt entsprechend länger gewählt werden und ein einfaches Abtrennen des überstehenden Bereiches ist möglich . Wie bereits erläutert kann die Press form zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein . Entsprechend weist sie eine oder mehrere Formtrennebenen auf . Dabei kann vorgesehen sein, dass der Spalt an zumindest einer der Formtrennebenen ausgebildet ist . Dies alternativ oder zusätzlich zu einem Spalt in einem Bereich, der später vom Rohling abgetrennt wird, wie vorliegend beschrieben . The neck of the blank can be made correspondingly longer in relation to the finished product and the protruding area can be easily separated. As already explained, the press mold can be designed in two or more parts. Accordingly, it has one or more mold separation planes. It can be provided that the gap is formed on at least one of the mold parting planes. This is an alternative or addition to a gap in an area that is later separated from the blank, as described herein.
Die Ausbildung des Spaltes an einer Formtrennebene ermöglicht eine einfache Fertigung des Spaltes , da während der Fertigung die Formtrennebene mit Werkzeugen einfach zugänglich ist . Ausserdem kann ein sich an der Formtrennebene befindlicher Spalt einfach und kostengünstig gereinigt werden . The formation of the gap on a mold parting plane enables the gap to be manufactured easily, since the mold parting plane is easily accessible with tools during production. In addition, a gap located on the mold parting plane can be cleaned easily and inexpensively.
Sofern sich die Formtrennebene der Press form im gleichen Bereich erstreckt wie eine entsprechende Formtrennebene einer Giess form können entsprechende Fehlstellen, die sich am Rohling nach dem Giessen ergeben, in der Press form an gleicher Stelle aufgenommen werden . Der Rohling wird damit nicht unnötig belastet . If the mold separation plane of the press mold extends in the same area as a corresponding mold separation plane of a casting mold, corresponding defects that arise on the blank after casting can be recorded in the press mold at the same location. This means that the blank is not put under unnecessary strain.
Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, den Spalt auf beide Elemente der Formtrennebene auf zuteilen . Mit anderen Worten bei einer zweiteiligen Form j eweils häl ftig auf beide Teile der Form . Es wäre j edoch auch möglich und vorstellbar, den Spalt lediglich in einer von zwei Formhäl ften vorzusehen . In particular, it can be provided to divide the gap between both elements of the mold separation plane. In other words, with a two-part mold, half of each part goes to both parts of the mold. However, it would also be possible and conceivable to provide the gap in only one of two mold halves.
Mit anderen Worten berühren sich die Press formhäl ften im Bereich der Kavität , also an der Innenwandung der Kavität , nicht , sondern sind durch den Spalt beanstandet . In radialer Richtung nach aussen kann sich dieser Spalt aufweiten und einen Kanal bilden, der mit zunehmendem radialem Abstand zu einem Zentrum der Pressform wieder enger wird . Im Anschluss liegen die beiden Pressformhäl ften aufeinander auf sodass der Kanal abgeschlossen ist . Bei vollständig geschlossener Press form bildet also die Formtrennebenen in Richtung zum Innern der Press form den Spalt . Vorzugsweise ist der zumindest eine Spalt entlang der ganzen Formtrennebene umlaufend ausgebildet . In other words, the press mold halves do not touch each other in the area of the cavity, i.e. on the inner wall of the cavity, but are in contact with each other through the gap. In the radial outward direction, this gap can widen and form a channel which becomes narrower again as the radial distance to a center of the mold increases. The two halves of the mold then lie on top of each other so that the channel is closed. When the press mold is completely closed, the mold parting planes towards the inside of the press mold form the gap. Preferably, the at least one gap is formed circumferentially along the entire mold parting plane.
Dies vergrössert den Öf fnungsquerschnitt , durch den die Feuchtigkeit entweichen kann . Zudem ist durch eine Anordnung des Spaltes an der gesamten Formtrennebene ebenfalls der gesamte Rohling im Wesentlichen von allen Seiten zugänglich . Die ist auch deshalb vorteilhaft , da sich in diesem Bereich am Produkt aufgrund des Giessprozesses eine sichtbare Markierung abbilden wird . Durch die Anordnung des Spaltes an gleicher Stelle kann eine zusätzliche Bearbeitungsmarke verhindert werden . This increases the opening cross-section through which moisture can escape. In addition, by arranging the gap on the entire mold parting plane, the entire blank is also essentially accessible from all sides. This is also advantageous because a visible mark will appear on the product in this area due to the casting process. By arranging the gap in the same place, an additional editing mark can be prevented.
Es ist vorstellbar, dass die Press form im Bereich eines Behälterkörpers zweiteilig ausgebildet ist und zusätzlich einen separaten einteiligen Schulterbereich und/oder einen separaten einteiligen Bodenbereich aufweist . It is conceivable that the press mold is designed in two parts in the area of a container body and additionally has a separate one-piece shoulder area and/or a separate one-piece bottom area.
Der zumindest eine Spalt kann, wie bereits erläutert, in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal münden, der innerhalb einer Wandung der Press form angeordnet ist . Mit anderen Worten kann sich der Spalt in Richtung in die Press form hinein ausbreiten und ausdehnen/ vergrössern, sodass ein entsprechender Kanal gebildet wird . Innerhalb dieses feuchtigkeitsabführenden Kanals kann die Feuchtigkeit abgeführt werden . As already explained, the at least one gap can open into a moisture-dissipating channel which is arranged within a wall of the press mold. In other words, the gap can spread and expand/enlarge towards the press mold, so that a corresponding channel is formed. Moisture can be removed within this moisture-removing channel.
Durch die das Bereitstellung eines Kanals kann sichergestellt werden, dass auch grössere Mengen an Feuchtigkeit abgeführt werden können, ohne dass es im Bereich des Spaltes zu einer Staubildung kommt . Ein entsprechender Kanal ermöglicht ebenfalls , eine erzwungene Strömung zur Abfuhr der Feuchtigkeit zu schaffen . By providing a channel, it can be ensured that even larger amounts of moisture can be removed without causing a blockage to form in the area of the gap. A corresponding channel also makes it possible to create a forced flow to remove moisture.
Der zumindest eine Spalt kann eine Breite von 0 . 04 mm bis 0 . 1 mm, insbesondere bis 0 . 4 mm, aufweisen . Die bevorzugte Breite ist von 0 . 6 mm bis 0 . 25 mm . Diese Werte sind einerseits gross genug, dass eine entsprechende Menge an Feuchtigkeit abgeführt werden kann, andererseits klein genug, dass auf dem faserbasierten Rohling keine Marken Zurückbleiben . The at least one gap can have a width of 0. 04mm to 0. 1 mm, especially up to 0. 4 mm, have . The preferred width is from 0 . 6mm to 0. 25mm. On the one hand, these values are large enough that a corresponding amount of moisture can be removed, and on the other hand, they are small enough that no marks remain on the fiber-based blank.
Die Länge des Spaltes ist um ein Viel faches grösser, vorzugsweise um mindestens das 20- fache , bevorzugt um das 100- fache als dessen Breite , insbesondere erstreckt sich der Spalt mit seiner Länge entlang der Press form über mindestens 25% der Innenkontur in vorzugsweise axialer Richtung, also in Richtung der Längsachse der Press form, bzw . des darin geformten faserbasierten Rohlings . The length of the gap is many times larger, preferably at least 20 times, preferably 100 times, than its width, in particular the length of the gap extends along the press mold over at least 25% of the inner contour, preferably axially Direction, i.e. in the direction of the longitudinal axis of the press form, or of the fiber-based blank formed therein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass in oder an der Press form zusätzliche Öf fnungen oder Spalten vorgesehen sind, zum Abführen von Feuchtigkeit . Insbesondere kann es bei gewissen Geometrien des Rohlings notwendig sein, oder vorteilhaft sein, nebst einem Spalt an der Formtrennebene an weiteren neuralgischen Stellen Feuchtigkeit abzuführen . It can be provided that additional openings or gaps are provided in or on the press mold to remove moisture. In particular, with certain geometries of the blank it may be necessary or advantageous to remove moisture at other critical points in addition to a gap on the mold parting plane.
Der feuchtigkeitsabführende Kanal kann mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Überdrucks verbunden sein, sodass im feuchtigkeitsabführenden Kanal eine spezi fische Strömung geschaf fen werden kann . Dadurch kann die Feuchtigkeit schneller und zielgerichteter abgeführt werden . The moisture-removing channel can be connected to a device for generating a negative pressure or an overpressure, so that a specific flow can be created in the moisture-removing channel. This allows the moisture to be removed more quickly and in a more targeted manner.
Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Strömung in diesem Kanal zu temperieren und/oder zu trocknen . Wenn im Kanal eine entsprechende Temperatur, beispielsweise eine erhöhte Temperatur, vorgesehen ist , kann verhindert werden, dass sich Dampf als Feuchtigkeit in der Form von Wasser im Kanal niederschlägt . In addition, provision can also be made for the flow in this channel to be tempered and/or dried. If an appropriate temperature, for example an elevated temperature, is provided in the channel, steam can be prevented from condensing as moisture in the form of water in the channel.
In den feuchtigkeitsabführenden Kanal können Öf fnungen münden, beziehungsweise Bohrungen oder Kanäle , die eine direkte Verbindung nach aussen aufweisen, sodass die Feuchtigkeit schneller abgeführt werden kann . Zudem ermöglichen entsprechende Kanäle auch die Abfuhr von Feuchtigkeit an spezi fischen Stellen des feuchtigkeitsabführenden Kanals , sodass die Feuchtigkeitsabfuhr in bevorzugten Bereichen forciert werden kann . Openings can open into the moisture-draining channel, or holes or channels that have a direct connection to the outside, so that the moisture can be drained away more quickly. In addition, appropriate channels enable also the removal of moisture at specific points of the moisture-removing channel, so that the moisture removal can be accelerated in preferred areas.
Die Press form kann eine im wesentlichen gleichmässige Wandstärke aufweisen . Dies stellt sicher, dass der sich in der Press form befindliche Rohling im Wesentlichen gleichmässig mit Mikrowellen beaufschlagt wird und diese entsprechend gleichmässig auf den Rohling wirken . The press mold can have a substantially uniform wall thickness. This ensures that the blank in the press mold is essentially uniformly exposed to microwaves and that these have a correspondingly uniform effect on the blank.
An der Press form können zudem Auflageelemente vorgesehen sein, um die Press form abzustützen . Typischerweise ist eine wie vorliegend beschriebene Press form relativ dünnwandig und/oder aus zumindest teilweise elastischen Materialien gefertigt . Durch entsprechende Auflageelemente kann eine Verformung der Press form verhindert werden . Support elements can also be provided on the press mold in order to support the press mold. Typically, a press mold as described here is relatively thin-walled and/or made of at least partially elastic materials. Deformation of the press mold can be prevented using appropriate support elements.
Die mikrowellendurchlässige Press form kann aus einem Material hergestellt sein ausgewählt aus der Liste von Materialen umfassend PEI , PI , PE , POM, PEEK, Hol z , PTFE , Keramik, Glas und PP . The microwave-permeable mold can be made of a material selected from the list of materials including PEI, PI, PE, POM, PEEK, wood, PTFE, ceramic, glass and PP.
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere in einem faserbasierten Behälter oder einem faserbasierten Verschlusselement für einen Behälter, umfasst die Schritte : A method according to the invention for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular in a fiber-based container or a fiber-based closure element for a container, comprises the steps:
- Bereitstellen eines nassen faserbasierten Rohling in einer Press form, insbesondere in einer Press form wie vorliegend beschrieben, - Providing a wet fiber-based blank in a press mold, in particular in a press mold as described herein,
- Einbringen eines expandierbaren Werkzeugs in den nassen faserbasierten Rohling, - introducing an expandable tool into the wet fiber-based blank,
- Expandieren des expandierbaren Werkzeugs , sodass durch die Expansion verdrängte Feuchtigkeit durch zumindest einen Spalt an der Press form abgeführt wird . - Expanding the expandable tool so that moisture displaced by the expansion is removed through at least one gap on the press mold.
Dies ermöglicht das gezielte Abführen von Feuchtigkeit aus demThis enables the targeted removal of moisture from the
Rohling und entsprechend die Reduktion des Feuchtigkeitsgehalts des Rohlings , sodass dieser eine Restfeuchte von weniger als 15% , insbesondere zwischen 6 % bis 12 % aufweist . Blank and corresponding reduction in moisture content of the blank so that it has a residual moisture of less than 15%, in particular between 6% and 12%.
Der faserbasierte Rohling wird vorzugsweise in einer mikrowellendurchlässigen Press form bereitgestellt . The fiber-based blank is preferably provided in a microwave-permeable mold.
Der nasse faserbasierte Rohling wird nach dem Bereitstellen in der Press form vorzugsweise mit Mikrowellen beaufschlagt . After being prepared in the press mold, the wet fiber-based blank is preferably exposed to microwaves.
Es kann vorgesehen sein, dass das expandierbare Werkzeug während des Beaufschlagens mit Mikrowellen im expandierten Zustand verbleibt . It can be provided that the expandable tool remains in the expanded state during exposure to microwaves.
Ein Druck auf die Wandung des nassen faserbasierten Rohlings kann aufrechterhalten werden . Zudem ist durch den Verbleib des expandierbaren Werkzeugs innerhalb des nassen faserbasierten Rohlings dieser von innen gestützt und eine unerwünschte Verformung ist verhindert . Ausserdem verbessert dies die Oberflächengüte des Rohlings . Pressure on the wall of the wet fiber-based blank can be maintained. In addition, because the expandable tool remains within the wet fiber-based blank, it is supported from the inside and undesirable deformation is prevented. This also improves the surface quality of the blank.
Insbesondere wird der Rohling mit Mikrowellen beaufschlagt , wenn das expandierbare Werkzeug mit Druck beaufschlagt und expandiert wird . In particular, the blank is exposed to microwaves when the expandable tool is pressurized and expanded.
Durch die Beaufschlagung mit Mikrowellen kann insbesondere die Feuchtigkeit , die sich in den Fasern befindet , in eine dampf förmige Phase gebracht werden, sodass diese aus den Fasern entweichen kann . Diese dampf förmige oder gas förmige Phase wird vorzugsweise durch den zumindest einen Spalt abgeführt . By applying microwaves, the moisture contained in the fibers can be brought into a vapor phase so that it can escape from the fibers. This vaporous or gaseous phase is preferably removed through the at least one gap.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Feuchtigkeit mit einer erzwungenen Strömung abgeführt wird . Durch eine erzwungene Strömung kann das Abführen der Feuchtigkeit beschleunigt werden . It can be provided that the moisture is removed with a forced flow. Forced flow can accelerate the removal of moisture.
Durch die erzwungene Strömung kann die Feuchtigkeit insbesondere aus der Mikrowellenkammer abgeführt werden . Zusätzlich oder alternativ kann in der Press form dazu ein feuch- tigkeitsabführender Kanal vorgesehen sein, in welchen der zumindest eine Spalt mündet . In diesem feuchtigkeitsabführenden Kanal kann die Strömung durch Unterdrück oder durch Überdruck erzeugt werden . Durch den Transport in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal kann ein Stau der Feuchtigkeit am Spalt zuverlässig verhindert werden . The forced flow allows the moisture to be removed in particular from the microwave chamber. Additionally or alternatively, a moisture-dissipating channel can be provided in the press mold, into which the at least one gap opens. In this moisture-removing channel, the flow can be generated by negative pressure or by positive pressure. By transporting it into a moisture-dissipating channel, a build-up of moisture at the gap can be reliably prevented.
Ein Bereich des Rohlings , an welchen der zumindest eine Spalt der Press form mündet , kann nach dem Reduzieren des Wassergehaltes oder der Feuchtigkeit von dem Rohling abgetrennt werden . Entsprechend können entstandene Marken von dem fertigen Produkt entfernt werden, sodass dieses eine uni forme Oberfläche aufweist . An area of the blank into which the at least one gap of the press mold opens can be separated from the blank after reducing the water content or moisture. Accordingly, any marks created can be removed from the finished product so that it has a uniform surface.
In den feuchtigkeitsabführenden Kanal können Öf fnungen münden, beziehungsweise Bohrungen oder Kanäle , die eine direkte Verbindung nach aussen aufweisen, sodass die Feuchtigkeit schneller abgeführt werden kann . Zudem ermöglichen entsprechende Öf fnungen auch die Abfuhr von Feuchtigkeit an spezi fischen Stellen des feuchtigkeitsabführenden Kanals , sodass die Feuchtigkeitsabfuhr in bevorzugten Bereichen forciert werden kann . Der Kanal kann wie vorliegend beschrieben im Bereich einer Trennebene ausgebildet sein . Openings can open into the moisture-draining channel, or holes or channels that have a direct connection to the outside, so that the moisture can be drained away more quickly. In addition, appropriate openings also enable the removal of moisture at specific points of the moisture-removing channel, so that moisture removal can be accelerated in preferred areas. As described here, the channel can be formed in the area of a parting plane.
Der faserbasierte Rohling kann vor dem Beaufschlagen mit Mikrowellen in eine mikrowellenreflektierende Mikrowellenkammer eingebracht werden, insbesondere gemeinsam mit der Press form . The fiber-based blank can be introduced into a microwave-reflecting microwave chamber before being exposed to microwaves, in particular together with the press mold.
Die Wirkung der Mikrowellen kann dadurch erhöht werden . Mikrowellen, die nicht direkt vom nassen faserbasierten Rohling absorbiert werden, werden typischerweise an der Innenwandung der Mikrowellenkammer reflektiert , sodass dies die Wahrscheinlichkeit erhöht , dass auch diese Mikrowellen noch auf den zu trocknenden Rohling tref fen . Allgemein bekannt ist, dass durch eine Anregung mit Mikrowellen Moleküle zum Schwingen angeregt werden können und durch diese Schwingung Wärme entsteht. Wasser beispielsweise hat eine Eigenfrequenz von 2.45 GHz. Die Mikrowellen werden daher vorzugsweise auch mit dieser Frequenz generiert. Um das Wasser oder die Restfeuchtigkeit aus dem nassen faserbasierten Rohling auszubringen wird das Wasser vorzugsweise so lange angeregt und damit erhitzt, bis es verdampft und entsprechend aus dem nassen Rohling diffundiert . The effect of the microwaves can thereby be increased. Microwaves that are not directly absorbed by the wet fiber-based blank are typically reflected on the inner wall of the microwave chamber, increasing the likelihood that these microwaves will still hit the blank being dried. It is generally known that molecules can be stimulated to oscillate by stimulation with microwaves and that this oscillation creates heat. Water, for example, has a natural frequency of 2.45 GHz. The microwaves are therefore preferably generated at this frequency. In order to remove the water or the residual moisture from the wet fiber-based blank, the water is preferably excited and thus heated until it evaporates and accordingly diffuses out of the wet blank.
Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen kann vorgesehen sein, dass die Pressform und/oder die Mikrowellenkammer auf eine Temperatur vorgeheizt wird, die höher ist als 60 °C jedoch vorzugsweise tiefer ist als 160 °C. In order to accelerate the drying process, it can be provided that the press mold and/or the microwave chamber is preheated to a temperature that is higher than 60 °C but preferably lower than 160 °C.
Dies verhindert auch, dass die Feuchtigkeit, die aus dem nassen faserbasierten Rohling insbesondere durch einen Spalt an der Pressform austritt, direkt in der näheren Umgebung des Rohlings, beispielsweise innerhalb der Mikrowellenkammer, wieder kondensiert und sich als Tropfen niederschlägt. Ein derartiger Niederschlag führt zu einer Reduktion der Effizienz, da dieser Niederschlag kontinuierlich wieder von der eingebrachten Energie aufgeheizt wird. This also prevents the moisture that emerges from the wet fiber-based blank, particularly through a gap on the mold, from condensing again directly in the immediate vicinity of the blank, for example within the microwave chamber, and condensing as drops. Such precipitation leads to a reduction in efficiency because this precipitation is continuously heated again by the energy introduced.
Die Aufheizung oder Vorheizung der Pressform und/oder der Mikrowellenkammer kann beispielsweise über konventionelle Widerstandsheizungen erfolgen. Zusätzlich oder alternativ ist es vorstellbar, ein entsprechend aufgeheiztes Fluid, beispielsweise Luft, einzublasen, sodass die jeweiligen Elemente die gewünschte Temperatur erreichen. The heating or preheating of the press mold and/or the microwave chamber can be carried out, for example, using conventional resistance heaters. Additionally or alternatively, it is conceivable to blow in a correspondingly heated fluid, for example air, so that the respective elements reach the desired temperature.
Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit, die Pressform vorzuheizen, könnte beispielsweise auch durch gewollte, teilweise Absorption der Mikrowellenstrahlung in der Pressform selbst in der Grössenordnung von maximal 10%, vorzugsweise von maximal 5% der Mikrowellenstrahlung erfolgen oder durch die Energieabgabe des bei der Trocknung erzeugten Dampfes an die Press form . An additional or alternative way of preheating the mold could, for example, also occur through intentional, partial absorption of the microwave radiation in the mold itself in the order of a maximum of 10%, preferably a maximum of 5% of the microwave radiation, or by Energy release of the steam generated during drying to the press mold.
Es kann vorgesehen sein, die Feuchtigkeit durch einen erzwungenen Luftstrom abzuführen . Bei der Feuchtigkeit kann es sich dabei um Wasserdampf aber auch um Wasser in seiner flüssigen Form handeln . Provision can be made to remove the moisture through a forced air flow. The moisture can be water vapor but also water in its liquid form.
I st die Press form mit einem feuchtigkeitsabführenden Kanal versehen, kann sich der erzwungene Luftstrom zusätzlich oder alternativ auch in diesem Kanal ausbilden . If the press mold is provided with a moisture-dissipating channel, the forced air flow can also or alternatively be formed in this channel.
Durch eine erzwungene Abfuhr kann die Feuchtigkeit innerhalb der Vorrichtung tief gehalten werden und ein Kondensieren der Feuchtigkeit oder ein erneutes Aufhei zen der Feuchtigkeit, beispielsweise von Wassertropfen durch Mikrowellenstrahlung, kann verhindert oder zumindest reduziert werden . Through forced removal, the moisture within the device can be kept low and condensation of the moisture or renewed heating of the moisture, for example water drops by microwave radiation, can be prevented or at least reduced.
Um die Trocknung und/oder das Verdampfen von Feuchtigkeit aus dem nassen faserbasierten Rohling zu verbessern kann auch vorgesehen sein, diesen während der Beaufschlagung mit Mikrowellen zu rotieren . In order to improve the drying and/or evaporation of moisture from the wet fiber-based blank, provision can also be made to rotate it during exposure to microwaves.
Der Energieeintrag in den nassen faserbasierten Rohling wird dadurch gleichmässiger und ein Überhitzen von einzelnen Stellen des Rohlings kann vermieden werden . The energy input into the wet fiber-based blank becomes more uniform and overheating of individual parts of the blank can be avoided.
Es kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge gleichzeitig mit Mikrowellen zu beaufschlagen . Dazu kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge , insbesondere mehrere Press formen mit j e einem Rohling, gleichzeitig in die Mikrowellenkammer einzubringen . Dies reduziert die Zyklus zeit , bzw . erhöht die Anzahl getrockneter Rohlinge pro Zeiteinheit , und ermöglicht eine ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen . It can be provided that several blanks are subjected to microwaves at the same time. For this purpose, it can be provided that several blanks, in particular several press molds, each with one blank, are introduced into the microwave chamber at the same time. This reduces the cycle time, or increases the number of dried blanks per unit of time and enables more efficient use of microwaves.
Die Rohlinge können j e um ihre eigene Achse rotiert werden und/oder um eine gemeinsame Achse . Dies ermöglicht die ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen und ermöglicht einen gleichmässigeren Energieeintrag in die Rohlinge . The blanks can each be rotated around their own axis and/or around a common axis. This enables the More efficient use of microwaves and enables a more even energy input into the blanks.
Zusätzlich oder alternativ wäre es auch vorstellbar, eine oder mehrere Press formen vorzusehen, die mehrere Rohlinge gleichzeitig aufnehmen kann oder können . Dies vereinfacht die Vorrichtung, da nicht j eder Rohling einzeln manipuliert werden muss , wenn er sich in einer Mehrfach-Press form befindet . Additionally or alternatively, it would also be conceivable to provide one or more press molds that can accommodate several blanks at the same time. This simplifies the device because each blank does not have to be manipulated individually when it is in a multiple press mold.
Es wurde festgestellt , dass die Anordnung mehrerer einzelner Press formen samt Rohlingen in der Mikrowellenkammer räumlich zueinander beliebig erfolgen kann . Die Anordnung hat keinen Einfluss auf die Gleichmässigkeit des Energieeintrages . It was found that the arrangement of several individual press molds together with blanks in the microwave chamber can take place in any spatial relation to one another. The arrangement has no influence on the uniformity of the energy input.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehene sein, ein rotierendes Element , einen sogenannten Stirrer, insbesondere innerhalb der Mikrowellenkammer oder am Übergang eines Hohlleiters zur Mikrowellenkammer, vorzusehen und mit diesem die Mikrowellen zu verwirbeln . Durch einen Stirrer kann die statische Ausbreitung der Mikrowellen innerhalb der Trocknungskammer, also der Mikrowellenkammer, gestört werden und Bereiche hoher Intensität der Mikrowellen minimiert werden . Additionally or alternatively, it can be provided to provide a rotating element, a so-called stirrer, in particular within the microwave chamber or at the transition of a waveguide to the microwave chamber, and to use this to swirl the microwaves. A stirrer can be used to disrupt the static propagation of microwaves within the drying chamber, i.e. the microwave chamber, and to minimize areas of high microwave intensity.
Auch eine derartige Anordnung hat eine positive Wirkung in Bezug auf einen gleichmässigen Energieeintrag . Such an arrangement also has a positive effect in terms of uniform energy input.
Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Qualität kann dadurch erreicht werden, dass die Mikrowellen in Abhängigkeit des Wassergehaltes des nassen faserbasierten Rohlings getaktet beaufschlagt werden . Durch die Taktung kann die Leistung herabgesetzt werden . Typischerweise ist gegen Ende des Trocknungsvorgangs der Wassergehalt in dem nassen faserbasierten Rohling geringer und ein zu hohes Mass an Energie kann dazu führen, dass der Rohling an gewissen Stellen überhitzt . Durch eine Reduktion der Leistung kann dies verhindert werden . Die Press form kann porös oder solide mit wasserabführenden Kanälen oder aus einem feinmaschigen Material ausgeführt sein . Another way to improve quality can be achieved by applying the microwaves in a cycled manner depending on the water content of the wet fiber-based blank. The performance can be reduced by the clocking. Typically, towards the end of the drying process, the water content in the wet fiber-based blank is lower and too much energy can cause the blank to overheat in certain areas. This can be prevented by reducing the power. The press mold can be porous or solid with water-draining channels or made of a fine-mesh material.
Das Verfahren und die Press form, wie vorliegend beschrieben, wird vorzugsweise in einer Kombination mit einer Vorrichtung zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling wie vorliegend beschrieben, genutzt . Die Vorrichtung weist eine Mikrowellenkammer zum Einbringen eines nassen faserbasierten Behälters auf sowie zumindest eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen . Die Vorrichtung weist zudem eine Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr von Medien aus der Mikrowellenkammer auf . Insbesondere handelt es sich dabei um die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft und Feuchtigkeit . The method and the press mold, as described here, are preferably used in a combination with a device for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular for reducing the water content in a fiber-based blank, as described here. The device has a microwave chamber for introducing a wet fiber-based container and at least one device for generating microwaves. The device also has a device for supplying and removing media from the microwave chamber. In particular, this involves the supply and removal of compressed air and moisture.
Eine oder mehrere Einrichtungen zur Zufuhr und Abfuhr von Medien können derart angeordnet sein, dass sie im erfindungsgemässen Gebrauch mit dem feuchtigkeitsabführenden Kanal der Press form verbunden sind . One or more devices for supplying and removing media can be arranged in such a way that, when used according to the invention, they are connected to the moisture-dissipating channel of the press mold.
Durch derartige Zufuhreinrichtungen und Abfuhreinrichtungen ist es möglich, innerhalb der Mikrowellenkammer einen spezi fischen Luftstrom zu erzeugen, mit welchem Feuchtigkeit , die durch Beaufschlagung mit Mikrowellen entsteht und in die Mikrowellenkammer eindringt oder gegebenenfalls in den feuchtigkeitsabführenden Kanal eindringt , ausgetragen werden kann . Through such supply devices and discharge devices it is possible to generate a specific air flow within the microwave chamber, with which moisture that is created by exposure to microwaves and penetrates into the microwave chamber or possibly penetrates into the moisture-removing channel can be discharged.
Die Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen kann mittels eines Hohlleiters mit der Mikrowellenkammer verbunden sein . The device for generating microwaves can be connected to the microwave chamber by means of a waveguide.
Durch diese Verbindung lässt sich die Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen räumlich beabstandet zur Mikrowellenkammer anordnen und die mit dieser Vorrichtung erzeugte Mikrowellenstrahlung zielgerichtet in die Mikrowellenkammer einbringen . Through this connection, the device for generating microwaves can be arranged at a spatial distance from the microwave chamber and the microwave radiation generated by this device can be introduced into the microwave chamber in a targeted manner.
Der Hohlleiter weist dabei vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf , wobei dessen längere Seite typischerweise in Richtung einer Längsachse der Mikrowellenkammer ausgerichtet ist . Die Längsachse der Mikrowellenkammer entspricht im Wesentlichen der Längsachse des faserbasierten Rohlings oder Behälters . Diese bestimmt sich durch eine Verbindung zwischen einem Boden des Rohlings und einer Ausgiessöf fnung des Rohlings oder des Behälters . The waveguide preferably has a rectangular cross section, with its longer side typically in Direction of a longitudinal axis of the microwave chamber is aligned. The longitudinal axis of the microwave chamber essentially corresponds to the longitudinal axis of the fiber-based blank or container. This is determined by a connection between a base of the blank and a pouring opening of the blank or the container.
Es kann vorgesehen sein, einen Stirrer innerhalb der Mikrowellenkammer, insbesondere am Übergang zwischen Hohlleiter und Mikrowellenkammer, vorzusehen und mit diesem die Mikrowellen zu verwirbeln . It can be provided to provide a stirrer within the microwave chamber, in particular at the transition between the waveguide and the microwave chamber, and to use this to swirl the microwaves.
Zusätzlich oder alternativ können längs des Hohlleiters Öf fnungen angebracht sein, die mit der Mikrowellenkammer verbunden sind und über die sich die Mikrowellen in die Mikrowellenkammer ausbreiten können . Dies ermöglich eine reduzierte Baugrösse der gesamten Einheit . Additionally or alternatively, openings can be arranged along the waveguide, which are connected to the microwave chamber and through which the microwaves can propagate into the microwave chamber. This enables a reduced size of the entire unit.
Die Vorrichtung kann einen Deckel zum Verschliessen der Mikrowellenkammer aufweisen . In diesem Fall kann im Deckel eine Abluftöf fnung angeordnet sein . Diese Öf fnung entspricht somit einer Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr eines Mediums aus der Mikrowellenkammer, insbesondere von Druckluft und Feuchtigkeit . The device can have a lid for closing the microwave chamber. In this case, an exhaust air opening can be arranged in the lid. This opening therefore corresponds to a device for supplying and removing a medium from the microwave chamber, in particular compressed air and moisture.
Ein Deckel erlaubt das einfache Verschliessen der Mikrowellenkammer und ein genaues Ausrichten der Abluftöf fnung, sodass innerhalb der Vorrichtung, das heisst innerhalb der Mikrowellenkammer, ein zielgerichteter Luftstrom erzeugbar ist . A lid allows the microwave chamber to be easily closed and the exhaust air opening to be precisely aligned, so that a targeted air flow can be generated within the device, i.e. within the microwave chamber.
Es kann vorgesehen sein, mehrere Abluftöf fnungen vorzusehen . Dies erhöht einerseits die Kapazität , andererseits können mehrere Strömungen bereitgestellt werden . It can be planned to provide several exhaust air openings. On the one hand, this increases the capacity and, on the other hand, multiple flows can be provided.
Zusätzlich oder alternativ kann die Mikrowellenkammer geteilt sein, so dass die Mikrowellenkammer aus zwei identischen Gehäuseteilen oder aus Gehäuseteilen unterschiedlicher Grösse und Form besteht . Dabei kann vorgesehen sein, dass j e eine Press formhäl fte j e einer Häl fte der Mikrowellenkammer zugeordnet ist . Dabei kann beispielsweise j ede Press formhäl fte mit einer entsprechenden Häl fte der Mikrowellenkammer verbunden sein . Additionally or alternatively, the microwave chamber can be divided so that the microwave chamber consists of two identical housing parts or housing parts of different sizes and shapes. It can be provided that one press mold half is assigned to each half of the microwave chamber. For example, each press mold half can be connected to a corresponding half of the microwave chamber.
Die Mikrowellenkammer kann zusätzlich oder alternativ einen Boden aufweisen . Im Boden ist eine Viel zahl an Öf fnungen angeordnet , zum Beaufschlagen der Mikrowellenkammer mit Luft . Diese Öf fnungen entsprechen somit einer Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr eines Mediums aus der Mikrowellenkammer, insbesondere von Druckluft und Feuchtigkeit . The microwave chamber can additionally or alternatively have a bottom. A large number of openings are arranged in the base for supplying air to the microwave chamber. These openings therefore correspond to a device for supplying and removing a medium from the microwave chamber, in particular compressed air and moisture.
Derartige Öf fnungen können ebenfalls als integraler Bestandteil der Press form ausgebildet sein . In diesem Fall kann der Boden der Mikrowellenkammer gleichzeitig einen Teil der Press form bilden, insbesondere einen Boden der Press form . Dieser Boden der Press form endet vorzugsweise in einem mikrowellendichten Rohr . Dieses verhindert einerseits , dass Mikrowellen aus der Mikrowellenkammer austreten, andererseits ermöglicht es gleichzeitig die Abfuhr von Feuchtigkeit und/oder die Zufuhr von Druckluft zum Erzeugen einer erzwungenen Strömung . Such openings can also be designed as an integral part of the press mold. In this case, the bottom of the microwave chamber can simultaneously form part of the press mold, in particular a bottom of the press mold. This bottom of the press mold preferably ends in a microwave-tight tube. On the one hand, this prevents microwaves from escaping from the microwave chamber, and on the other hand, it simultaneously enables the removal of moisture and/or the supply of compressed air to create a forced flow.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Behälter mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen aufweist . Jede der mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen kann mit einem Hohlleiter mit der Mikrowellenkammer verbunden sein . It can be provided that the device for reducing the water content in a fiber-based container has several devices for generating microwaves. Each of the plurality of devices for generating microwaves may be connected to the microwave chamber with a waveguide.
Die einzelnen Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen können somit ihre erzeugte Mikrowellenstrahlung an unterschiedlichen Stellen in die Mikrowellenkammer einbringen . Dabei kann gleichzeitig auch j ede der Vorrichtungen separat angesteuert werden und mit einer unterschiedlichen Leistung Mikrowellenstrahlung abstrahlen . Das Trocknen des Rohlings kann entsprechend zielgerichtet erfolgen, wobei dieser an unterschiedlichen Stellen gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher Leistung beaufschlagt werden kann, sodass der Trocknungsvorgang insgesamt gleichmässig ist . Gleichmässig heisst vorliegend, dass der nasse faserbasierte Behälter einen vordefinierten Wassergehalt erreicht , der zeitgleich am ganzen Behälter erreicht wird . The individual devices for generating microwaves can therefore introduce their generated microwave radiation into the microwave chamber at different points. At the same time, each of the devices can be controlled separately and emit microwave radiation with a different power. The drying of the blank can be carried out in a targeted manner, with different power being applied to it at different points if necessary can be made so that the overall drying process is even. In this case, uniform means that the wet fiber-based container reaches a predefined water content, which is achieved simultaneously across the entire container.
Dazu kann es vorgesehen sein, dass dazu die Hohlleiter in unterschiedlichen Winkeln, und/oder entlang der Längsachse an unterschiedlichen Höhen und/oder in Bezug zur Längsachse mit unterschiedlichen Ausrichtungen der längeren Seite des j eweiligen rechteckigen Querschnitts des Hohlleiters angeordnet sind . For this purpose, it can be provided that the waveguides are arranged at different angles and/or along the longitudinal axis at different heights and/or in relation to the longitudinal axis with different orientations of the longer side of the respective rectangular cross section of the waveguide.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Haltevorrichtung für die mikrowellendurchlässige Press form auf . Die mikrowellendurchlässige Press form lässt sich damit innerhalb der Vorrichtung, insbesondere innerhalb der Mikrowellenkammer, anordnen und/oder abstützen . The device preferably has a holding device for the microwave-permeable mold. The microwave-permeable press mold can thus be arranged and/or supported within the device, in particular within the microwave chamber.
Es kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge gleichzeitig mit Mikrowellen zu beaufschlagen . Dazu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehrere Haltevorrichtungen aufweist , um gleichzeitig mehrere Press formen in der Mikrowellenkammer zu halten . Dies reduziert die Zyklus zeit und ermöglich eine ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen . It can be provided that several blanks are subjected to microwaves at the same time. For this purpose, it can be provided that the device has several holding devices in order to hold several molds in the microwave chamber at the same time. This reduces the cycle time and enables more efficient use of the microwaves.
Die Haltevorrichtungen können j e ausgebildet sein, um um ihre eigene Achse zu rotieren und/oder um eine gemeinsame Achse . Dies ermöglicht die ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen und ermöglicht einen gleichmässigeren Energieeintrag in die Rohlinge . The holding devices can each be designed to rotate about their own axis and/or about a common axis. This enables the microwaves to be used more efficiently and enables a more even energy input into the blanks.
Alternativ wäre es auch vorstellbar, eine Haltevorrichtung vorzusehen, die mehrere Press formen gleichzeitig halten kann oder eine Mehrfach-Press form halten kann . Dies vereinfacht die Vorrichtung, da nicht j ede Press form einzeln manipuliert werden muss , wenn sie sich in der Mikrowellenkammer befindet . Alternatively, it would also be conceivable to provide a holding device that can hold several press molds at the same time or can hold a multiple press mold. This simplifies the device because each mold does not have to be manipulated individually when it is in the microwave chamber.
Dabei kann die Haltevorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass diese mit entsprechenden Auflageelementen an der Press form in Wirkverbindung ist , sodass die Press form gleichmässig abgestützt ist und nicht verformt wird . The holding device can also be designed in such a way that it is attached to the press mold with appropriate support elements is in operative connection so that the press mold is evenly supported and is not deformed.
Ein Rohling kann als ein Behälter, insbesondere als eine Flasche , Schale , Becher, (Kaf fee- ) Kapsel , Tray oder als Dose ausgebildet sein . Ausserdem ist es möglich, mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung Verschlüsse für Behälter herzustellen . A blank can be designed as a container, in particular as a bottle, bowl, cup, (coffee) capsule, tray or can. It is also possible to produce closures for containers using the method according to the invention and the device according to the invention.
Anhand von schematischen Figuren wird die Press form und das Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem nassen faserbasierten Rohling und eine entsprechende Vorrichtung erläutert . Es zeigt : The press mold and the process for reducing the water content in a wet fiber-based blank and a corresponding device are explained using schematic figures. It shows :
Figur 1 : Eine Vorrichtung mit einer Press form vor der Beaufschlagung mit Mikrowellen; Figure 1: A device with a press mold before exposure to microwaves;
Figur 2 : die Vorrichtung gemäss der Figur 1 während der Beaufschlagung mit Mikrowellen; Figure 2: the device according to Figure 1 during exposure to microwaves;
Figur 3 : eine perspektivische Ansicht einer Press form in einer alternativen Vorrichtung; Figure 3: a perspective view of a press mold in an alternative device;
Figur 4 : eine Schnittansicht durch eine Press form; Figure 4: a sectional view through a press mold;
Figur 5 : eine perspektivische Ansicht einer alternativenFigure 5: a perspective view of an alternative
Press form; press form;
Figur 6 : eine perspektivische Ansicht einer alternativenFigure 6: a perspective view of an alternative
Press form; press form;
Figur 7 : eine perspektivische Ansicht einer alternativenFigure 7: a perspective view of an alternative
Press form; press form;
Figur 8 : beispielhaft weitere typische faserbasierte Behälter, die mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt werden können; Figur 9 beispielhaft einen typischen faserbasierten Verschluss , der mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt werden kann . Figure 8: exemplary further typical fiber-based containers that can be produced using the method according to the invention; 9 shows an example of a typical fiber-based closure that can be produced using the method according to the invention.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 200 zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling vor der Beaufschlagung mit Mikrowellen . Der faserbasierte Rohling ist vorliegend ein Behälter 100 in der Form einer Flasche . Figure 1 shows a device 200 for reducing the water content in a fiber-based blank before exposure to microwaves. In the present case, the fiber-based blank is a container 100 in the form of a bottle.
Die Vorrichtung 200 weist eine Mikrowellenkammer 40 auf die mit einem Deckel 41 verschlossen ist . Im Deckel 41 befindet sich eine Abluftöf fnung 42 durch die Druckluft und/oder Feuchtigkeit , wie beispielsweise Wasser oder Wasserdampf , abgeführt werden kann . Die Mikrowellenkammer 40 weist zudem einen Boden 43 auf .The device 200 has a microwave chamber 40 which is closed with a lid 41. In the lid 41 there is an exhaust opening 42 through which compressed air and/or moisture, such as water or water vapor, can be removed. The microwave chamber 40 also has a floor 43.
Im Boden ist eine Viel zahl an Öf fnungen 44 angeordnet , durch die Zuluft in die Mikrowellenkammer 40 eingebracht werden kann . Die Vorrichtung 200 weist zudem eine Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen auf . Diese ist vorliegend als ein Magnetron ausgebildet . Die Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen ist mit einem Hohlleiter 51 mit der Mikrowellenkammer 40 verbunden . Der Hohlleiter 51 ist rechteckig ausgebildet . A large number of openings 44 are arranged in the base, through which supply air can be introduced into the microwave chamber 40. The device 200 also has a device 50 for generating microwaves. In the present case, this is designed as a magnetron. The device 50 for generating microwaves is connected to the microwave chamber 40 with a waveguide 51. The waveguide 51 is rectangular.
In der Vorrichtung 200 ist eine Press form 20 innerhalb der Mikrowellenkammer 40 angeordnet . Innerhalb der Press form 20 ist ein nasser faserbasierter Behälter 100 angeordnet . Dieser wurde vor dem Einbringen in die Press form 20 einer Giess form entnommen und weist zum j etzigen Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 75% auf . Nach dem Einbringen des nassen faserbasierten Behälters 100 in die Press form 20 wurde ein expandierbares Werkzeug 30 in das Innere des nassen faserbasierten Behälters 100 eingebracht . In the device 200, a press mold 20 is arranged within the microwave chamber 40. A wet fiber-based container 100 is disposed within the mold 20. This was removed from a casting mold before being placed in the press mold 20 and currently has a water content of approximately 75%. After placing the wet fiber-based container 100 into the mold 20, an expandable tool 30 was placed inside the wet fiber-based container 100.
Durch Expansion des expandierbaren Werkzeugs 30 wird die Wandung des Behälters 100 auf die Innenwandung der Press form 20 gepresst und das sich im nassen faserbasierten Behälter 100 befindliche Wasser, beziehungsweise die sich darin befindliche Feuchtigkeit , aus diesem teilweise hinaus gepresst . Dazu ist die Press form 20 wasserdurchlässig ausgebildet . Die Wasserdurchlässigkeit kann mit einer Porosität erreicht werden, vorliegend sind einzelne Kanäle oder Öf fnungen in der Form eines Spaltes in der Press form vorgesehen . Das Wasser kann somit durch Spalten oder Öf fnungen an der Trennstelle der Press form abgeleitet werden . Das austretende Wasser, beziehungsweise die austretende Feuchtigkeit , ist in der Darstellung gemäss der Figur 1 durch Wassertropfen stilisiert dargestellt . Diese Wassertropfen können auf den Boden 43 der Mikrowellenkammer tropfen und durch die Öf fnungen 44 ausgetragen werden . Nach diesem Schritt weist der faserbasierte Behälter 100 einen Wassergehalt von ungefähr 50% auf . By expanding the expandable tool 30, the wall of the container 100 is pressed onto the inner wall of the press mold 20 and the water in the wet fiber-based container 100, or the moisture in it, is partially pressed out of it. The press form 20 is used for this purpose water-permeable. Water permeability can be achieved with porosity; in this case, individual channels or openings are provided in the form of a gap in the press mold. The water can therefore be drained away through gaps or openings at the separation point of the press mold. The escaping water, or the escaping moisture, is shown stylized by water drops in the illustration according to FIG. These water drops can drip onto the bottom 43 of the microwave chamber and be discharged through the openings 44. After this step, the fiber-based container 100 has a water content of approximately 50%.
Die Figur 2 zeigt die Vorrichtung gemäss der Figur 1 während der Beaufschlagung des nassen faserbasierten Behälters 100 mit Mikrowellen . Die Figur 2 zeigt also den eigentlichen Trocknungsvorgang . In der Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen werden entsprechend Mikrowellen erzeugt , die durch den Hohlleiter 51 in die Mikrowellenkammer 40 eingebracht werden . Durch die Mikrowellen wird die Feuchtigkeit , die sich im faserbasierten Behälter 100 befindet , aufgehei zt , mit anderen Worten, die Moleküle fangen an zu schwingen . Die Feuchtigkeit fängt an zu verdampfen und tritt durch die mikrowellendurchlässige Press form 20 aus dem Behälter 100 aus . In der Figur 2 ist das expandierbare Werkzeug 30 im nicht-expandierten Zustand dargestellt , es ist j edoch möglich, dass das expandierbare Werkzeug 30 auch während des hier gezeigten Vorgangs expandiert bleibt . Die Feuchtigkeit , hier stilisiert dargestellt durch Wellenlinien, tritt in die Mikrowellenkammer 40 ein . Damit sich diese Feuchtigkeit nicht in der Mikrowellenkammer 40 niederschlägt wird durch die Öffnungen 44 im Boden 43 der Mikrowellenkammer 40 Luft eingeblasen . Diese eingeblasene Luft strömt durch die Abluftöf fnung 42 aus der Mikrowellenkammer 40 hinaus . Damit ist innerhalb der Mikrowellenkammer 40 eine Strömung erzeugt durch die die Feuchtigkeit aus der Mikrowellenkammer 40 ausgetragen werden kann . Sofern die Pressform mit einem feuchtigkeitsabführenden Kanal versehen ist, in welchen der Spalt mündet, tritt die Feuchtigkeit nicht wie dargestellt überall aus der Pressform 20 hinaus und in die Mikrowellenkammer 40 hinein, sondern wird in dem feuchtigkeitsabführenden Kanal gesammelt. Entsprechend kann die Feuchtigkeit direkt aus der Pressform 20 nach ausserhalb der Mikrowellenkammer 40 abgeführt werden. Derartige Ausbildungen werden nachfolgend erläutert. Figure 2 shows the device according to Figure 1 during the exposure of the wet fiber-based container 100 to microwaves. Figure 2 shows the actual drying process. Microwaves are correspondingly generated in the device 50 for generating microwaves and are introduced into the microwave chamber 40 through the waveguide 51 . The microwaves heat up the moisture contained in the fiber-based container 100, in other words, the molecules begin to vibrate. The moisture begins to evaporate and exits the container 100 through the microwave-permeable mold 20. In Figure 2, the expandable tool 30 is shown in the non-expanded state, but it is possible for the expandable tool 30 to remain expanded even during the process shown here. The moisture, shown here stylized by wavy lines, enters the microwave chamber 40. So that this moisture does not condense into the microwave chamber 40, air is blown in through the openings 44 in the bottom 43 of the microwave chamber 40. This blown-in air flows out of the microwave chamber 40 through the exhaust air opening 42. This creates a flow within the microwave chamber 40 through which the moisture can be removed from the microwave chamber 40. If the press mold is provided with a moisture-dissipating channel into which the gap opens, the moisture does not come out of the press mold 20 and into the microwave chamber 40 as shown, but is collected in the moisture-dissipating channel. Accordingly, the moisture can be removed directly from the mold 20 to outside the microwave chamber 40. Such training is explained below.
Vorliegend ist eine Haltevorrichtung für die mikrowellendurchlässige Pressform 20 als integraler Bestandteil des Deckels 41 ausgebildet. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass beispielsweise die Vorrichtung 200 zweiteilig ausgebildet ist, also aus zwei Hälften besteht und gegebenenfalls aus einem separaten Boden. Dabei kann beispielsweise die Pressform 20 durch entsprechende Elemente an den jeweiligen Hälften der Vorrichtung 200 gehalten und zusammengepresst werden. Eine entsprechende Ausbildung ist in der Figur 3 gezeigt. In the present case, a holding device for the microwave-permeable mold 20 is designed as an integral part of the lid 41. However, it is also conceivable that, for example, the device 200 is designed in two parts, i.e. consists of two halves and, if necessary, a separate base. For example, the press mold 20 can be held and pressed together on the respective halves of the device 200 by appropriate elements. A corresponding training is shown in Figure 3.
Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Pressform 20 in einer alternativen Vorrichtung 200. Innerhalb der Vorrichtung 200 ist eine Pressform 20 angeordnet. Die Pressform 20 ist vorliegend dreiteilig ausgebildet. Gezeigt ist eine erste Hälfte der Pressform 20A die an einer Formtrennebene T mit einer zweiten, hier nicht gezeigten, Hälfte der Pressform 20B (siehe Figur 4) verbunden ist. Im unteren Bereich der Pressform 20 ist ein Bodenteil 24 angeordnet das eine Formtrennebene zu beiden Pressformhälften 20A und 20B der Pressform 20 aufweist. Figure 3 shows a perspective view of a press mold 20 in an alternative device 200. A press mold 20 is arranged within the device 200. In the present case, the press mold 20 is designed in three parts. Shown is a first half of the press mold 20A, which is connected at a mold parting plane T to a second half of the press mold 20B (see Figure 4), not shown here. In the lower region of the mold 20, a base part 24 is arranged which has a mold separation plane to both mold halves 20A and 20B of the mold 20.
Die Vorrichtung 200 weist, analog zu der Figur 1, eine Mikrowellenkammer 40 auf, die mit einem Deckel 41 verschlossen ist. Die Pressform 20 erstreckt sich mit ihrem oberen Ende durch den Deckel 41 hindurch. Der Boden 24 der Pressform 20 bildet zugleich auch den Abschluss der Mikrowellenkammer 40 nach unten. Das Bodenteil 24 geht in ein mikrowellendichtes Rohr 25 über. In der Figur 3 ersichtlich ist die Formtrennebene an der Press formhäl fte 20A mit einem darin angeordneten feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 , der in einen hier nicht näher bezeichneten Spalt 21 ( siehe Figur 4 ) mündet . The device 200 has, analogous to FIG. 1, a microwave chamber 40 which is closed with a lid 41. The upper end of the mold 20 extends through the cover 41. The bottom 24 of the mold 20 also forms the bottom end of the microwave chamber 40. The base part 24 merges into a microwave-tight tube 25. In the Figure 3 shows the mold separation plane on the press mold half 20A with a moisture-dissipating channel 22 arranged therein, which opens into a gap 21 (see Figure 4), which is not specified here.
In den feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 münden mehrere Öf fnungen 23 durch welche die im Kanal 22 gesammelte Feuchtigkeit abgeführt werden kann . Alternativ kann durch diese Öf fnungen 23 der Kanal 22 ebenfalls mit Druck beaufschlagt werden . Several openings 23 open into the moisture-removing channel 22 through which the moisture collected in the channel 22 can be removed. Alternatively, the channel 22 can also be pressurized through these openings 23.
Im Bereich der Formtrennebene zwischen dem Boden 24 und den Press formhäl ften 20A und 20B sind ebenfalls Öf fnungen 23 im Boden 24 ersichtlich . Die Öf fnungen 23 münden ebenfalls in einem feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 der im Bereich der Formtrennebene zwischen dem Bodenteil 24 und den Press formhälften 20A und 20B im Bodenteil 24 angeordnet ist . Der Kanal 22 ist im Bodenteil 24 umlaufend angeordnet . Ebenfalls ist der Kanal 22 in der Press formhäl fte 20A entlang der gesamten Formtrennebene entlanglaufend ausgebildet und mündet in einen entsprechenden Spalt . In the area of the mold parting plane between the base 24 and the press mold halves 20A and 20B, openings 23 in the base 24 can also be seen. The openings 23 also open into a moisture-dissipating channel 22 which is arranged in the area of the mold parting plane between the base part 24 and the press mold halves 20A and 20B in the base part 24. The channel 22 is arranged circumferentially in the base part 24. The channel 22 in the press mold half 20A is also designed to run along the entire mold parting plane and opens into a corresponding gap.
Auch durch die Öf fnungen 23 am Boden 24 kann Feuchtigkeit abgeführt werden und/oder der Kanal 22 mit Druck beaufschlagt werden . Moisture can also be removed through the openings 23 on the bottom 24 and/or the channel 22 can be pressurized.
Die Figur 4 zeigt ein Detail einer Schnittansicht durch die Press form 20 aus der Figur 3 . Die Schnittansicht erstreckt sich parallel zur Formtrennebene zwischen dem Boden 24 und den Pressformhäl ften 20A und 20B ( siehe Figur 3 ) . In der Figur ersichtlich und dargestellt sind die zwei Press formhäl ften 20A und 20B die entlang der Formtrennebene T aneinander anliegen . Ersichtlich ist , dass die zwei Press formhäl ften 20A und 20B eine Kavität bilden für die Aufnahme eines entsprechenden Rohlings . Ersichtlich ist , dass an der Formtrennebene im Bereich der Kavität ein Spalt 21 ausgebildet ist , der in Richtung in die Press form 20 hinein, also in eine Wandung der Press form 20 hinein, in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 mündet . Sowohl der Spalt 21 als auch der Kanal 22 sind in den Pressformhälften 20A und 20B je hälftig ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Innere der Pressform, also die Kavität, in radial nach aussen gerichteter Richtung durch den Spalt 21 mit dem Kanal 22 verbunden. Im geschlossenen Zustand liegen die Pressformhälften 20A und 20B in gleicher Richtung hinter dem Kanal 22 dicht aneinander an. Figure 4 shows a detail of a sectional view through the press mold 20 from Figure 3. The sectional view extends parallel to the mold parting plane between the base 24 and the mold halves 20A and 20B (see FIG. 3). Visible and shown in the figure are the two press mold halves 20A and 20B, which rest against one another along the mold parting plane T. It can be seen that the two press mold halves 20A and 20B form a cavity for receiving a corresponding blank. It can be seen that a gap 21 is formed on the mold parting plane in the area of the cavity, which opens into a moisture-dissipating channel 22 in the direction into the press mold 20, i.e. into a wall of the press mold 20. Both the gap 21 and the channel 22 are each formed in half in the mold halves 20A and 20B. In other words, the interior of the mold, i.e. the cavity, is connected to the channel 22 in a radially outward direction through the gap 21. In the closed state, the mold halves 20A and 20B lie close to one another in the same direction behind the channel 22.
Die Figur 5, 6 und 7 zeigen je eine perspektivische Ansicht einer alternativen Pressform 20. Alle Pressformen 20 weisen zwei Pressformhälften 20A und 20B (nicht gezeigt) sowie einen Boden 24 auf. Der Boden 24 mündet bei allen Aus führungs formen in ein mikrowellendichtes Rohr 25. Der Boden 24 ist identisch ausgebildet wie der Boden 24 der zu der Figur 3 beschrieben ist. In der Aus führungs form gemäss der Figur 5 weist der f euchtigkeitsabfüh- ren Kanal 22 in der Pressformhälfte 20A keine weiteren Öffnungen auf. In der Aus führungs form gemäss der Figur 6 weist der feuch- tigkeitsabführenden Kanal 22 in einem oberen Bereich Öffnungen 23 auf. Diese entsprechen den Öffnungen 23 die zu der Figur 3 beschrieben sind. Die Aus führungs form gemäss der Figur 6 entspricht jener gemäss der Figur 3. Die Aus führungs form gemäss der Figur 7 entspricht in Bezug zum feuchtigkeitsabführenden Kanal5, 6 and 7 each show a perspective view of an alternative mold 20. All molds 20 have two mold halves 20A and 20B (not shown) and a base 24. In all embodiments, the bottom 24 opens into a microwave-tight tube 25. The bottom 24 is designed identically to the bottom 24 described in FIG. 3. In the embodiment according to FIG. 5, the moisture removal channel 22 in the mold half 20A has no further openings. In the embodiment according to FIG. 6, the moisture-dissipating channel 22 has openings 23 in an upper region. These correspond to the openings 23 which are described in FIG. The embodiment according to Figure 6 corresponds to that according to Figure 3. The embodiment according to Figure 7 corresponds in relation to the moisture-dissipating channel
22 der Aus führungs form gemäss der Figur 5. Es sind somit im Kanal 22 keine weiteren Öffnungen vorgesehen. Hingegen sind in einem oberen Bereich der Pressform 20, vorliegend in einem Halsbereich, zusätzliche Spalten 21 vorgesehen, die direkt in die Kavität der Pressform 20 münden. Diese sind jedoch in einem Bereich der Pressform angeordnet, der einem Bereich des Rohlings entspricht, der nach dem Reduzieren des Wassergehaltes vom Rohling abgetrennt wird. Es versteht sich, dass die Ausführungsform gemäss der Figur 7 auch mit der Aus führungs form gemäss der Figur 6 kombinierbar ist. 22 of the embodiment according to Figure 5. There are therefore no further openings provided in the channel 22. On the other hand, in an upper region of the press mold 20, here in a neck region, additional columns 21 are provided, which open directly into the cavity of the press mold 20. However, these are arranged in an area of the mold that corresponds to an area of the blank that is separated from the blank after the water content has been reduced. It goes without saying that the embodiment according to FIG. 7 can also be combined with the embodiment according to FIG. 6.
Die Figur 8 zeigt beispielhaft weitere typische faserbasierte Behälter, die mittels des vorliegend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden können. So ist ein Behälter 100 ersichtlich, der dem Behälter 100 aus der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 entspricht . Dieser Behälter 100 ist ebenfalls in der Form einer Flasche und weist zudem am Flaschenhals ein Gewinde auf . Der Behälter 100 ' ist in der Form einer Schale , der Behälter 100 ' ’ in der Form eines Bechers . Figure 8 shows, by way of example, further typical fiber-based containers that can be produced using the method described here. A container 100 can be seen, which corresponds to the container 100 from the description of Figures 1 and 2. This container 100 is also in the shape of a bottle and also has a thread on the bottle neck. The container 100' is in the form of a bowl, the container 100'' is in the form of a cup.
Die Figur 9 zeigt beispielhaft einen typischen faserbasierten Verschluss 300 , der mittels des vorliegend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden kann . FIG. 9 shows an example of a typical fiber-based closure 300 that can be produced using the method described here.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Pressform (20) zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings, insbesondere eines Behälters (100, 100' , 100' ’ ) oder eines faserbasierten Verschlusselements (300) für einen Behälter (100) , zur Verwendung in einer Mikrowellenkammer (40) , wobei die Pressform (20) mikrowellendurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Pressform (20) in geschlossenem Zustand der Pressform (20) zumindest ein Spalt (21) ausgebildet ist, durch den Feuchtigkeit entweichen kann. 1. Press mold (20) for receiving a fiber-based blank, in particular a container (100, 100', 100'') or a fiber-based closure element (300) for a container (100), for use in a microwave chamber (40), wherein the Press mold (20) is microwave-permeable, characterized in that at least one gap (21) is formed on the press mold (20) when the press mold (20) is closed, through which moisture can escape.
2. Pressform (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spalt (21) in einem Bereich der Pressform (20) ausgebildet ist, der einem Bereich an dem faserbasierten Rohling entspricht, der vor der Nutzung eines aus dem faserbasierten Rohlings hergestellten Produktes entfernt wird. 2. Press mold (20) according to claim 1, characterized in that the at least one gap (21) is formed in an area of the press mold (20) which corresponds to an area on the fiber-based blank that is made of the fiber-based blank before use manufactured product is removed.
3. Pressform (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spalt (21) an einem Bereich der Pressform (20) ausgebildet ist, der einem Hals des Rohlings entspricht . 3. Press mold (20) according to claim 2, characterized in that the at least one gap (21) is formed on a region of the press mold (20) which corresponds to a neck of the blank.
4. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrteilig ausgebildet ist und entsprechend eine oder mehrere Formtrennebenen (T) aufweist, wobei der zumindest eine Spalt (21) oder ein zusätzlicher Spalt (21) an zumindest einer der Formtrennebenen (T) ausgebildet ist. 4. Press mold (20) according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is designed in several parts and correspondingly has one or more mold separation planes (T), the at least one gap (21) or one additional gap (21) being at least one of the mold parting planes (T) is formed.
5. Pressform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spalt (21) entlang der ganzen Formtrennebene (21) umlaufend ausgebildet ist. 5. Press mold according to claim 4, characterized in that the at least one gap (21) is formed circumferentially along the entire mold separation plane (21).
6. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spalt (21) in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal (22) mündet, der innerhalb einer Wandung der Pressform (20) angeordnet ist. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spalt (21) eine Breite von 0.04 mm bis 0.1 mm aufweist. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressform 20 zusätzliche Öffnungen vorgesehen sind, zum Abführen von Feuchtigkeit. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der feuchtigkeitsabführende Kanal (22) mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Überdrucks verbunden ist, sodass im feuchtigkeitsabführenden Kanal (22) eine spezifische Strömung geschaffen werden kann. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform eine im Wesentlichen gleichmässige Wandstärke aufweist. Pressform (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Pressform (20) Auflageelemente vorgesehen sind, um die Pressform (20) abzustützen. Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere in einem Behälter (100, 100' , 100' ’ ) oder einem faserbasierten Verschlusselement (300) für einen Behälter (100) , umfassend die Schritte6. Press mold (20) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one gap (21) in one moisture-dissipating channel (22), which is arranged within a wall of the press mold (20). Press mold (20) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one gap (21) has a width of 0.04 mm to 0.1 mm. Press mold (20) according to one of claims 1 to 7, characterized in that 20 additional openings are provided in the press mold for removing moisture. Press mold (20) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the moisture-removing channel (22) is connected to a device for generating a negative pressure or an overpressure, so that a specific flow can be created in the moisture-removing channel (22). Press mold (20) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the press mold has a substantially uniform wall thickness. Press mold (20) according to one of claims 1 to 10, characterized in that support elements are provided on the press mold (20) in order to support the press mold (20). Method for reducing the water content in a fiber-based blank, in particular in a container (100, 100', 100'') or a fiber-based closure element (300) for a container (100), comprising the steps
- Bereitstellen eines nassen faserbasierten Rohlings in einer Pressform, insbesondere in einer Pressform nach einem der Ansprüche 1 bis 11, - Providing a wet fiber-based blank in a press mold, in particular in a press mold according to one of claims 1 to 11,
- Einbringen eines expandierbaren Werkzeugs (30) in den nassen faserbasierten Rohling, - introducing an expandable tool (30) into the wet fiber-based blank,
- Expandieren des expandierbaren Werkzeugs (30) , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Expansion verdrängte Feuchtigkeit durch zumindest einen Spalt (20) an der Pressform abgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der nasse faserbasierte Rohling nach dem Bereitstellen in der Pressform (20) mit Mikrowellen beaufschlagt wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohling verbliebene Feuchtigkeit durch die Mikrowellen in eine gasförmige Phase gebracht wird, und diese Phase durch den zumindest einen Spalt (20) abgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit mit einer erzwungenen Strömung abgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dazu in der Pressform ein feuchtigkeitsabführender Kanal (22) vorgesehen ist, in welchen der zumindest eine Spalt mündet, wobei in diesem feuchtigkeitsabführenden Kanal (22) die Strömung durch Unterdrück oder durch Überdruck erzeugt wird . Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des Rohlings, an welchem der zumindest eine Spalt (21) der Pressform (20) mündet, nach dem Reduzieren des Wassergehaltes von dem Rohling abgetrennt wird. - Expanding the expandable tool (30), characterized in that displaced by the expansion Moisture is removed through at least one gap (20) on the mold. Method according to claim 12, characterized in that the wet fiber-based blank is subjected to microwaves after being provided in the press mold (20). Method according to claim 13, characterized in that moisture remaining in the blank is brought into a gaseous phase by the microwaves, and this phase is removed through the at least one gap (20). Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that the moisture is removed with a forced flow. Method according to claim 15, characterized in that a moisture-removing channel (22) is provided in the mold, into which the at least one gap opens, the flow in this moisture-removing channel (22) being generated by negative pressure or by excess pressure. Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that a region of the blank at which the at least one gap (21) of the press mold (20) opens is separated from the blank after the water content has been reduced.
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