DE202024104084U1

DE202024104084U1 - Produkt aus einem faserhaltigen Material und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien

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Publication number: DE202024104084U1
Application number: DE202024104084.8U
Authority: DE
Original assignee: Hochschule Der Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Hochschule Der Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2023-07-21
Filing date: 2024-07-22
Publication date: 2024-08-27
Anticipated expiration: 2034-07-23

Abstract

Produkt (5) aus einem faserhaltigen Material, wobei in einem ersten Schritt aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser eine faserhaltige Materialbahn (3) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet , dass das faserhaltige (5) Produkt durch unmittelbares Umformen der faserhaltigen Materialbahn (3) oder eines daraus hergestellten Zwischenprodukts nach der Bildung derselben in ihrem feuchten Zustand in einer Umformeinrichtung (4) hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Produkt aus einem faserhaltigen Material sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien, mit einer Einrichtung zur Bildung einer faserhaltigen Materialbahn aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Umformeinrichtung zum Umformen von faserhaltigen Materialbahnen oder das daraus hergestellten Zwischenprodukten, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien.
In jüngster Zeit bestehen vermehrt Bestrebungen, bislang aus Kunststoffmaterialien hergestellte Bauteile bzw. Produkte durch solche aus Naturfasern zu ersetzen. Häufig handelt es sich dabei um Produkte, die auf Pflanzenfasern, wie beispielsweise Holzfasern, basieren.
Teilweise werden solche Bauteile bzw. Produkte mittels Fasergießen, also einem Urformverfahren, hergestellt. Dabei wird der Faserstoff aus einer Suspension auf eine Siebform angesaugt und anschließend gepresst und getrocknet.
Dieses Verfahren des Fasergießens ist prinzipbedingt sehr langsam, so dass in einer bestimmten Zeit nur eine geringe Anzahl an Bauteilen hergestellt werden kann. Daher ist dieses Verfahren für die meisten Bauteile gegenüber Kunststoffspritzgießverfahren oder ähnlichem nicht konkurrenzfähig. Des Weiteren erfordern die zum Fasergießen eingesetzten Werkzeuge eine sehr komplexe und teure Herstellung, so dass das Fasergießen nur bei großen Stückzahlen wirtschaftlich eingesetzt werden kann.
Des Weiteren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Verfahren zum Umformen von Faserstoffen, beispielsweise mittels Pressformen, Hydroformen oder Ziehen, bekannt. Bei diesen Verfahren wird als Ausgangsmaterial Papier oder Karton im trockenen oder leicht angefeuchteten Materialzustand eingesetzt.
Der Nachteil dieser Umformverfahren sind die aufgrund des bindungsintensiven Rohstoffs Papier begrenzten Umformgrade sowie die vergleichsweise starke Entstehung von Falten, die sich aufgrund der durch die bestehenden Wasserstoffbrücken nicht vorhandenen Fließfähigkeit von Papier ergeben. Diese Falten führen zu Kapillaren und Undichtigkeiten, weshalb die mittels dieser Umformverfahren hergestellten Formteile bei Verpackungen für begrenzt haltbare Produkte nur sehr eingeschränkt eingesetzt werden können.
Bezüglich solcher Verfahren und Vorrichtungen zur Umformung von Papier und Karton wird beispielsweise auf die DE 195 09 863 A1 oder die DE 40 40 925 A1 verwiesen.
In der DE 101 56 590 A1 und der DE 102 31 567 A1 sind Werkzeuge zur Herstellung von Bauteilen aus Schaumstoffen bekannt. Diese weisen teilweise poröse, dampfdurchlässige Oberflächen auf.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Produkt aus einem faserhaltigen Material und eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien zu schaffen, mit denen Produkte mit annähernd beliebiger Kontur und einer hohen Genauigkeit hergestellt werden können, wobei die Vorrichtung möglichst einfach herzustellen sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird die faserhaltige Materialbahn oder ein daraus hergestelltes Zwischenprodukt unmittelbar nach der Bildung derselben bzw. desselben in ihrem bzw. seinem feuchten Zustand in einer Umformeinrichtung zu einem erfindungsgemäßen, faserhaltigen Produkt umgeformt. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen bei der Umformung von faserhaltigen Materialbahnen, bei denen diese im trockenen bzw. leicht angefeuchteten Zustand umgeformt werden, findet die Umformung erfindungsgemäß also im feuchten bzw. initial nassen Zustand der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts unmittelbar nach der Bildung derselben bzw. desselben, d.h. im folgenden Prozessschritt bzw. direkt im Anschluss bzw. in der nächsten Moduleinheit der Herstellungslinie statt. Der Umformvorgang ist zeitlich abhängig von der Produktionsgeschwindigkeit der Faserstoffbahn und der Positionierung der Umformstation und findet innerhalb einer Zeit von max. 1 min statt. In diesem feuchten Zustand, der sich durch den initial nassen Zustand der faserhaltigen Materialbahn ergibt, sind die sich durch Wasserstoffbrücken ergebenden Bindungen zwischen den einzelnen Fasern innerhalb der faserhaltigen Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts weit weniger stark ausgeprägt und die Fasern können dadurch deutlich besser aneinander abgleiten als dies bei, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen der Fall ist, bei denen die faserhaltige Materialbahn mehr oder weniger im trockenen Zustand umgeformt wird. Dies ermöglicht ein besseres Fließen der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts und somit nicht nur ein mehrdimensionales Dehnen derselben bzw. desselben, sondern auch deutlich höhere Umformgrade.
Im Gegensatz zu bekannten Lösungen kann bei der bei dem erfindungsgemäßen Produkt durchgeführten Umformung das Material der faserhaltigen Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts also nachfließen und erlaubt somit eine wesentlich bessere Umformung, die auch einen geringeren Einsatz von Energie als bekannte Lösungen erfordert. Des Weiteren ergibt sich durch die deutlich erhöhte Feuchtigkeit der faserhaltigen Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts auch eine wesentlich geringere Reibung zwischen der Materialbahn bzw. dem daraus hergestellten Zwischenprodukt und der Umformeinrichtung, was die Verformbarkeit der Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts zusätzlich erhöht und zur Einsparung von Energie beiträgt.
Im Vergleich zu bekannten Umformverfahren wird somit eine andere Art der Formgebung mit einer deutlich höheren Qualität des faserhaltigen Endprodukts sowie einer wesentlich höheren Verfahrensgeschwindigkeit ermöglicht. Im Vergleich zum Fasergießen kann sogar eine bis zu zehnfache Verfahrensgeschwindigkeit erreicht werden.
Durch die Kompression in der Formgebung wird die initialnasse Faserstoffbahn vorentwässert. Die so entstandene Dimensionsstabilität stellt den Faserverbund sicher und ermöglicht ebenso eine kontaktfreie Trocknung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass im Vergleich zu bekannten Lösungen weniger Rohstoff zur Bildung des Endprodukts erforderlich ist und dennoch dieselbe Festigkeit erreicht werden kann. Außerdem kann auch auf das bislang teilweise durchgeführte Anfeuchten der faserhaltigen Materialbahn verzichtet werden, was zu einer weiteren Kosteneinsparung führt.
Des Weiteren lässt sich mit der erfindungsgemäßen Lösung eine erheblich höhere Genauigkeit des Endprodukts erreichen, so dass dieses für Anwendungen eingesetzt werden kann, deren Ansprüche bislang nur mit auf Kunststoff basierenden Materialien erfüllt werden konnten. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Produkt frei von Falten, was mit den bekannten Lösungen nicht möglich war.
Die Angabe „die faserhaltige Materialbahn oder ein daraus hergestelltes Zwischenprodukt“ bezieht sich darauf, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung zwar üblicherweise unmittelbar die faserhaltige Materialbahn umgeformt wird, dass es aber aus bestimmten Gründen vorteilhaft sein kann, aus der faserhaltigen Materialbahn ein Zwischenprodukt herzustellen und dieses umzuformen. Ein solches Zwischenprodukt kann ein Vorformling sein, der von der sich im feuchten bzw. initial nassen Zustand befindenden Materialbahn abgetrennt wird und sich somit selbst in einem feuchten bzw. initial nassen Zustand befindet. Diese Vereinzelung der Materialbahn, die zum Beispiel durch Stanzen erfolgen kann und unmittelbar nach der Bahnbildung durchgeführt wird, kann insbesondere bei Formteilen bzw. faserhaltigen Produkten mit einem hohem Umformgrad zielführend sein, um Zugspannungen zu verringern und durch die Zugspannungen resultierende Risse zu vermeiden, die möglicherweise entstehen können, wenn die gesamte Materialbahn in ihrem bahnförmigen Zustand umgeformt bzw. gehandhabt wird. Es ist auch möglich, insbesondere wenn das herzustellende faserhaltigen Produkt eine große Anzahl an Kavitäten aufweist, entlastende Einschnitte in die Materialbahn einzubringen, um auf diese Weise die Zugbeanspruchung auf die Materialbahn zu verringern.
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts bei ihrer Umformung 15 bis 65 %, vorzugsweise 20 bis 60 %, beträgt. Ein derartiger Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts, der deutlich niedriger ist als bei bekannten Lösungen, hat sich bezüglich einer guten Umformbarkeit der Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts einerseits und einer ausreichenden Festigkeit derselben bzw. desselben andererseits als sehr guter Kompromiss erwiesen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die faserhaltige Materialbahn oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt vor der Umformung erwärmt und/oder entwässert wird. Durch eine Erwärmung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts vor der Umformung wird das Energieniveau derselben bzw. desselben erhöht, d.h. die Temperatur des in der faserhaltigen Materialbahn oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt enthaltenen Wassers wird erhöht, wodurch in den nachfolgenden Schritten eine schnellere Verdampfung des in der Materialbahn oder in dem Zwischenprodukt enthaltenen Wassers und damit eine schnellere Trocknung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts erreicht werden kann. Diese Erwärmung lässt sich beispielsweise mittels eines geeigneten Strahlungstrockners, also einer kontaktlosen Erwärmungseinrichtung, durchführen. Alternativ oder gleichzeitig zu der Erwärmung ist auch eine Entwässerung der Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts vor der Umformung möglich, mittels welcher der für die Umformung gewünschte Trockengrad der Materialbahn oder des Zwischenprodukts eingestellt werden kann. Dabei handelt es sich um eine Grundentwässerung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts, durch welche bei der nachfolgenden Trocknung Energie eingespart werden kann.
Um die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts benötigte Zeit verringern zu können, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das faserhaltige Produkt nach der Umformung getrocknet wird. Eine solche Endtrocknung des faserhaltigen Produkts, die alternativ zu den grundsätzlich bekannten Trocknungsverfahren zum Beispiel auch mittels Mikrowellen ausgeführt werden kann, kann dann sinnvoll sein, wenn, beispielsweise aus Zeit- oder Kostengründen, während der Umformung noch nicht die komplette Trocknung durchgeführt werden soll oder kann.
Eine höhere Festigkeit des faserhaltigen Endprodukts ergibt sich, wenn ein Teil des faserhaltigen Rohstoffs Fasern mit einer Länge von mehr als 3 mm aufweist. Des Weiteren lassen sich dadurch höhere Umformgrade erreichen, wobei die maximale Länge der Fasern durch die Verarbeitbarkeit der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts begrenzt ist. Vorzugsweise beträgt die maximale Länge der Fasern 20 mm.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Flächengewicht des faserhaltigen Endprodukts höchstens 300 g/m² beträgt. Ein solches, vergleichsweise geringes Flächengewicht ermöglicht nicht nur eine einfachere Umformung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts, sondern sorgt auch für die Einsparung von Rohstoffen, wobei gegenüber bekannten Lösungen mit einem höheren Flächengewicht mindestens dieselbe Festigkeit erreicht wird. Vorzugsweise beträgt das Flächengewicht des faserhaltigen Endprodukts mindestens 30 g/m². Bei der erfindungsgemäßen Umformung bleibt das Verhältnis der Länge der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts zum Flächengewicht derselben erhalten, was bei bekannten Umformverfahren nicht der Fall ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Produkts kann darin bestehen, dass sich die faserhaltige Materialbahn während der Herstellung des faserhaltigen Produkts kontinuierlich bewegt, und dass sich die Umformeinrichtung mit der Bewegung der faserhaltigen Materialbahn mitbewegt. Hierfür ist zwar eine Anpassung der Bewegung der Umformeinrichtung an die Bewegung der Materialbahn erforderlich, es müssen jedoch ansonsten keine zusätzlichen Vorkehrungen hinsichtlich der Bewegung der Materialbahn getroffen werden.
Alternativ ist es auch möglich, dass die faserhaltige Materialbahn nach ihrer Bildung in einen Bahnspeicher geführt wird, wobei die Umformeinrichtung beim Umformen der faserhaltigen Materialbahn im Wesentlichen ortsfest bleibt, und wobei die faserhaltige Materialbahn während der Umformung aus dem Bahnspeicher in die Umformeinrichtung zugeführt wird. Hierfür ist zwar die Schaffung eines Bahnspeichers oder einer ähnlichen Einrichtung erforderlich, es ist allerdings kein größerer Eingriff in die Konstruktion der Umformeinrichtung notwendig, da diese ortsfest bleibt.
Insbesondere für die Herstellung von Wellpappe und ähnlichen Produkten kann es vorteilhaft sein, wenn die Umformeinrichtung als rotierendes Walzenpaar ausgebildet ist, in welches die faserhaltige Materialbahn kontinuierlich zugeführt wird. Dies ermöglich eine weitere Verringerung der Zeitdauer für die Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die faserhaltige Materialbahn oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt während der Umformung mittels der Umformeinrichtung beheizt wird. Durch eine solche Beheizung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts mittels der Umformeinrichtung kann die Glasübergangstemperatur derselben überschritten werden, was zu einer besseren Verformbarkeit derselben führt. Insbesondere können mit einem geringeren Kraftaufwand höhere Umformgrade erzielt werden. Hierzu kann die Umformeinrichtung auf Temperaturen von 200 - 400 °C, vorzugsweise 150 - 300 °C, gebracht werden.
In Anspruch 11 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien angegeben.
Mittels dieser Vorrichtung, die eine Einrichtung zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser und eine dieser Einrichtung unmittelbar nachgeschaltete Umformeinrichtung zur Umformung der faserhaltigen Materialbahn oder eines daraus hergestellten Zwischenprodukts unmittelbar nach der Bildung derselben in ihrem feuchten Zustand in ein faserhaltiges Endprodukt aufweist, lässt sich das erfindungsgemäße Produkt besonders einfach herstellen.
Durch die Anordnung der Umformeinrichtung unmittelbar nach der Einrichtung zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn lässt sich die Umformung der Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts im feuchten bzw. nassen Zustand durchführen, wodurch, wie bereits oben erwähnt, deutlich höhere Umformgrade ermöglicht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweisen und insbesondere in bereits bestehende Vorrichtungen integriert werden.
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Umformeinrichtung beheizt ist. Durch die Beheizung der Umformeinrichtung wird die faserhaltige Materialbahn bzw. das daraus hergestellte Zwischenprodukt bei ihrer bzw. seiner Umformung erwärmt, wodurch noch höhere Umformgrade möglich sind und sich gleichzeitig eine gewisse Trocknung derselben ergibt.
Um bei der Erwärmung der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts während ihrer bzw. seiner Umformung möglicherweise entstehenden Wasserdampf abführen zu können, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Umformeinrichtung eine dampfdurchlässige Struktur zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf zu und/oder von der umzuformenden Materialbahn oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt aufweist. Außerdem ermöglicht dies gegebenenfalls die Zufuhr von Wasserdampf zu der umzuformenden Materialbahn bzw. zu dem daraus hergestellten Zwischenprodukt, wodurch, falls erforderlich, der Trockengehalt derselben bzw. desselben reduziert und die gewünschten Verhältnisse zur Umformung der Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts eingestellt werden können. Durch die Strahlungsenergie der beheizten Flächen der Umformeinrichtung bildet sich innerhalb der faserhaltigen Materialbahn oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt Wasserdampf in Form von Dampfpolstern, die einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Umformeinrichtung und der faserhaltigen Materialbahn bzw. dem daraus hergestellten Zwischenprodukt verhindern. Dadurch lassen sich auch tribologische Probleme bei der Umformung der faserhaltigen Materialbahn bzw. dem daraus hergestellten Zwischenprodukt zu dem mehrdimensionalen, faserhaltigen Produkt umgehen. Beispielsweise verhindert der Wasserdampf das Anhaften der Faserstoffbahn an den Werkzeugen und somit auch Fehlstellen und Abreißen der Bahn.
Eine Umformeinrichtung zum Umformen von faserhaltigen Materialbahnen oder daraus hergestellten Zwischenprodukten ist in Anspruch 14 angegeben.
Diese weist ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug auf, von denen zumindest eines beheizt ist. Durch die Beheizung des Ober- und/oder des Unterwerkzeugs kann die Temperatur der faserhaltigen Materialbahn oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts erhöht und somit ein gewünschter Umformgrad erreicht werden. Im Vergleich zu bekannten Lösungen sind die Bestandteile der Umformeinrichtung wesentlich einfacher und damit auch kostengünstiger.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Umformeinrichtung kann eine dampfdurchlässige Struktur zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf zu und/oder von der umzuformenden faserhaltigen Materialbahn oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt vorgesehen sein, um bei der Erwärmung der Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts während ihrer bzw. seiner Umformung möglicherweise entstehenden Wasserdampf abführen zu können. Außerdem ermöglicht dies die Zufuhr von Wasserdampf zu der umzuformenden Materialbahn bzw. zu dem daraus hergestellten Zwischenprodukt, wodurch gegebenenfalls der Trockengehalt derselben bzw. desselben reduziert und die gewünschten Verhältnisse zur Umformung der Materialbahn bzw. des daraus hergestellten Zwischenprodukts eingestellt werden können.
Eine weitere Umformeinrichtung zum Umformen von faserhaltigen Materialbahnen oder daraus hergestellten Zwischenprodukten ist in Anspruch 16 angegeben. Diese ist als rotierendes Walzenpaar ausgebildet ist, in welches die faserhaltige Materialbahn kontinuierlich zugeführt wird.
In Anspruch 17 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Produkten aus faserhaltigen Materialien angegeben. Mit derselben wird in einem ersten Schritt aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser eine faserhaltige Materialbahn gebildet. Die faserhaltige Materialbahn oder ein daraus hergestelltes Zwischenprodukt wird unmittelbar nach der Bildung derselben in ihrem initial nassen und dadurch bei der Umformung noch feuchten Zustand in einer Umformeinrichtung zu dem faserhaltigen Produkt umgeformt.
Diese Vorrichtung weist vorteilhafte Weiterbildungen auf, die in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:

1 ein sehr schematischer Aufbau einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts;
2 einen ersten Schritt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts;
3 einen zweiten Schritt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts;
4 einen dritten Schritt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Produkts;
5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Umformeinrichtung;
6 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Umformeinrichtung aus 5;
7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
8 eine Alternative zu der Ausführungsform von 7;
9 eine weitere Alternative zu der Ausführungsform von 7;
10 eine weitere Alternative zu der Ausführungsform von 7;
11 ein Beispiel eines mit einer der Vorrichtungen gemäß der 7 bis 10 hergestellten faserhaltigen Endprodukts;
12 eine erste Variante des faserhaltigen Endprodukts aus 11;
13 eine zweite Variante des faserhaltigen Endprodukts aus 11;
14 eine dritte Variante des faserhaltigen Endprodukts aus 11;
15 eine vierte Variante des faserhaltigen Endprodukts aus 11;
16 eine fünfte Variante des faserhaltigen Endprodukts aus 11;
17 eine Schnittdarstellung der in 14 dargestellten dritten Variante des faserhaltigen Endprodukts; und
18 eine perspektivische Darstellung der in 14 dargestellten dritten Variante des faserhaltigen Endprodukts.

1 zeigt auf sehr schematische Weise eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von faserhaltigen Bauteilen bzw. Produkten. Die Vorrichtung 1 weist eine Einrichtung 2 zur Bildung einer faserhaltigen Materialbahn 3 aus einem nicht dargestellten faserhaltigen Rohstoff und Wasser auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine der Einrichtung 2 zur Bildung der Materialbahn 3 in der mit „x“ bezeichneten Verfahrensrichtung unmittelbar nachgeschaltete Umformeinrichtung 4 zur Umformung der Materialbahn 3 oder eines nicht dargestellten, aus der Materialbahn 3 hergestellten Zwischenprodukts unmittelbar nach der Bildung derselben bzw. desselben in ihrem bzw. seinem feuchten Zustand in ein faserhaltiges Produkt 5 auf. Das durch die Vorrichtung 1 und das mit derselben durchgeführte Verfahren hergestellte faserhaltige Produkt kann beispielsweise als Becher oder Schale, jedoch auch als technisches Bauteil ausgebildet sein.
Nachfolgend werden ausschließlich Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die faserhaltige Materialbahn 3 umgeformt wird. Es ist bei annähernd allen Ausführungsbeispielen jedoch auch möglich, aus der faserhaltigen Materialbahn 3 zunächst ein Zwischenprodukt herzustellen und dieses auf dieselbe oder zumindest auf eine ähnliche Art und Weise wie für die faserhaltige Materialbahn 3 beschrieben umzuformen. Bei einem solchen Zwischenprodukt kann es sich um einen Vorformling handeln, der von der sich im feuchten bzw. initial nassen Zustand befindenden Materialbahn abgetrennt wird und sich somit selbst in einem feuchten bzw. initial nassen Zustand befindet. Zur Vereinfachung wird jeweils auf die Angabe „oder ein daraus hergestelltes Zwischenprodukt“ verzichtet.
Bei dem faserhaltigen Rohstoff handelt es sich vorzugsweise um Naturfasern, wie beispielsweise Zellstoff- und/oder Holzfasern. Es kann auch vorgesehen sein, einen gegebenenfalls wesentlichen Teil der Materialbahn aus Nichtholz-Pflanzenfasern zu gestalten. Dadurch dass diese im Vergleich zu holzbasierten Pflanzenfasern eine erhöhte Faserlänge aufweisen, kann eine optimale Umformung gewährleistet werden. Bei der Verwendung von langen Fasern (größer 3,5 mm bis zu 20mm) handelt es sich um holzfreie Pflanzenfasern, vorwiegend Bastfasern, tierische oder synthetische Fasern. Es ist jedoch auch möglich, unterschiedliche Fasern zu kombinieren und gegebenenfalls auch synthetische oder halbsynthetische Fasern, wie beispielsweise Viskose, einzusetzen. Die Einrichtung 2 zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn 3 ist ähnlich einer Nassvliesanlage bzw. einem Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine ausgebildet und weist ein nicht dargestelltes Sieb auf, auf das die Suspension aus dem faserhaltigen Rohstoff und dem Wasser aufgebracht werden. Bei dem Sieb handelt es sich insbesondere um ein Schrägsieb, das die Bildung einer faserhaltigen Materialbahn 3 mit im Wesentlichen isotropen Eigenschaften ermöglicht.
Falls anisotrope Materialeigenschaften der faserhaltigen Materialbahn 3 eingestellt werden sollen, so kann dies durch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Siebs und des Stoffauftrags der Nassvliesanlage erfolgen. Durch die hohe Differenz der beiden Geschwindigkeiten - der Stoff wird mit einer niedrigen Geschwindigkeit aufgetragen, wohingegen sich das Sieb mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt - wird der aufgebrachte Stoff bei Kontakt mit dem Sieb in die Laufrichtung des Siebs abgelenkt. Somit richten sich die Fasern in entsprechender Lage aus, was zu einer anisotropen Materialausprägung führt. Solche anisotropen Materialeigenschaften der faserhaltigen Materialbahn 3 können zum Beispiel erwünscht sein, wenn bestimmte Eigenschaften des faserhaltigen Produkts 5, beispielsweise die Zugfestigkeit derselben, nur in einer Richtung gewünscht sind.
Da die grundsätzliche Funktionsweise eines Stoffauflaufs, der wie erwähnt mit der Einrichtung 2 zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn 3 verglichen werden kann, an sich bekannt ist, wird hierin nicht näher darauf eingegangen.
Dadurch, dass die Umformeinrichtung 4 der Einrichtung 2 zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn 3 unmittelbar nachgeschaltet bzw. nachgeordnet ist, gelangt die faserhaltige Materialbahn 3 in ihrem feuchten bzw. initial nassen Zustand in die Umformeinrichtung 4 und kann dadurch deutlich besser umgeformt werden als bei bekannten Lösungen, bei denen eine an einem anderen Ort hergestellte und auf einer Rolle aufgewickelte Papier- oder Kartonbahn in ihrem trockenen oder gegebenenfalls leicht angefeuchteten Zustand in einer separaten Umformeinrichtung umgeformt wird.
Der Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn 3 kann bei ihrer Umformung 15 bis 65 %, vorzugsweise 20 bis 60 %, betragen. Mit anderen Worten, der Feuchtegehalt der faserhaltigen Materialbahn 3 beträgt bei ihrer Umformung 35 bis 85 %, vorzugsweise 40 bis 80 %. Dieser Feuchtegehalt ist damit wesentlich höher als bei bekannten Lösungen.
Ein Teil des faserhaltigen Rohstoffs oder auch der gesamte faserhaltige Rohstoff kann Fasern mit einer Länge von mehr als 3 mm und weniger als 20 mm aufweisen. Wie oben beschrieben kann es sich dabei um Nichtholz-Pflanzenfasern, wie zum Beispiel Bastfasern, tierische oder synthetische Fasern, handeln.
Zwischen der Einrichtung 2 zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn 3 und der Umformeinrichtung 5 befindet sich im vorliegenden Fall eine Einrichtung 6, mit welcher die faserhaltige Materialbahn 3 vor der Umformung erwärmt und/oder entwässert werden kann. Bei der Einrichtung 6 kann es sich beispielsweise um ein Gebläse oder ähnliches handeln, mit dem Wärme in die faserhaltige Materialbahn 3 eingebracht wird. Grundsätzlich kann die Einrichtung 6 auch eine oder mehrere Presswalzen aufweisen. Die Einrichtung 6 dient nicht nur dazu, Wärme und damit Energie in die faserhaltige Materialbahn 3 einzubringen, sondern auch dazu, den oben angeführten Trockengehalt derselben einstellen zu können. Gegebenenfalls kann auf die Einrichtung 6 zur Erwärmung und/oder Entwässerung der faserhaltigen Materialbahn 3 vor der Umformung jedoch auch verzichtet werden. Die Erwärmung mittels der Einrichtung 6 kann unter anderem auch in Form von Heißluft, Kontakt und/oder Mikrowelle erfolgen. Zum Zwecke der Entwässerung kann die Einrichtung 6 unter anderem einen Vakuumsaugkasten und/oder eine mechanische Entwässerung, zum Beispiel durch Filzwalzen aufweisen.
Nach der Umformeinrichtung 4 ist des Weiteren eine Trocknungseinrichtung 7 angeordnet, mit der das in der Umformeinrichtung 4 umgeformte faserhaltige Produkt 5 getrocknet werden kann. An die Trocknungseinrichtung 7 bzw. an die Umformeinrichtung 4 können sich weitere, nicht dargestellte Einrichtungen zum Kaschieren, Prägen und/oder Stanzen des faserhaltigen Produkts 5 anschließen. In Abhängigkeit von dem Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn 3, der bereits in den vorhergehenden Schritten durchgeführten Trocknung, insbesondere während der Umformung selbst, und den Anforderungen an das faserhaltige Produkt 5 kann auf die Trocknungseinrichtung 7 auch verzichtet werden.
Das Flächengewicht des faserhaltigen Produkts 5 beträgt vorzugsweise höchstens 300 g/m² und bevorzugt mindestens 30 g/m².
In den 2 bis 5 sind mehrere Schritte bei der Umformung der faserhaltigen Materialbahn 3 mittels der Umformeinrichtung 4 dargestellt. Zunächst ist zu erkennen, dass die Umformeinrichtung 4 ein Oberwerkzeug 4a und ein Unterwerkzeug 4b aufweist. Im vorliegenden Fall ist das Unterwerkzeug 4b starr und das Oberwerkzeug 4a ist gemäß dem Pfeil „z“ beweglich. Durch Eintauchen des Oberwerkzeugs 4a in das Unterwerkzeug 4b, wie in 3 dargestellt, wird die in der Einrichtung 2 gebildete faserhaltige Materialbahn 3 zu dem faserhaltigen Produkt 5 umgeformt.
In nicht dargestellter Weise kann die Umformeinrichtung 4 mehrere Stufen aufweisen, in denen die faserhaltige Materialbahn 3 in mehreren Umformschritten zu dem faserhaltigen Produkt 5 umgeformt wird. Bei hohen Umformgraden ist möglicherweise eine zwischengeschaltete Vorumformung des Fasergefüges notwendig, damit die Materialverfügbarkeit sichergestellt werden kann und es nicht zu einem Riss im Gefüge kommt. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Wanddickenverteilung.
Im vorliegenden Fall ist die Umformeinrichtung 4 in nicht dargestellter Weise beheizt, was dadurch realisiert werden kann, dass das Oberwerkzeug 4a und/oder das Unterwerkzeug 4b beispielsweise mittels elektrischen Stroms beheizt werden, sodass die der faserhaltigen Materialbahn 3 zugewandten Flächen derselben auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden. Durch diese Beheizung der Umformeinrichtung 4 kann die faserhaltige Materialbahn 3 bereits während der Umformung erwärmt und zumindest teilweise getrocknet werden. Die Beheizung der Umformeinrichtung 4 kann zum Beispiel durch eine Elektroheizung, beispielsweise in Form von Heizstäben durch gezieltes Zuführen von Dampf aus dem Unterwerkzeug und zusätzlich gezieltes Abführen des Dampfs durch das Oberwerkzeug erfolgen. Gegebenenfalls lässt sich durch eine entsprechende Ausführung der nicht dargestellten Heizeinrichtung der Umformeinrichtung 4 auf die der Umformeinrichtung 4 nachgeordnete Trocknungseinrichtung 7 verzichten.
Die 5 und 6 zeigen weitere Details der Umformeinrichtung 4. Dabei ist zu erkennen, dass die Umformeinrichtung 4, im vorliegenden Fall sowohl das Oberwerkzeug 4a als auch das Unterwerkzeug 4b, eine dampfdurchlässige Struktur zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf zu und/oder von der umzuformenden Materialbahn 3 aufweist. Die dampfdurchlässige Struktur wird im vorliegenden Fall durch eine Vielzahl von Bohrungen in dem Oberwerkzeug 4a und dem Unterwerkzeug 4b gebildet. Es ist jedoch auch möglich, das gesamte Oberwerkzeug 4a und/oder das gesamte Unterwerkzeug 4b aus einem gesinterten Material herzustellen, welches die dampfdurchlässige Struktur bildet. Auch die Herstellung des Oberwerkzeugs 4a und/oder des Unterwerkzeugs 4b mittels eines 3D-Druckverfahrens zur Bildung der dampfdurchlässigen Struktur ist denkbar. Durch diese Ausführung der Umformeinrichtung 4 kann unter anderem der Wasserdampf, der durch die Erwärmung der umzuformenden Materialbahn 3 mittels der Strahlungsenergie der beheizten Flächen des Oberwerkzeugs 4a und des Unterwerkzeugs 4b entsteht, abgeführt werden. Durch die beschriebenen Bohrungen kann auch bei der Formgebung mit unbeheizten Walzen gezielt Wasser abgesaugt werden, das sich bei der Kompression des Materials vor dem Kontaktpunkt (Walze-Faserstoffbahn-Walze) aufstaut und so entfernt werden kann.
Zur Steuerung bzw. Regelung der Zu- und Abfuhr von Wasserdampf zu bzw. von der Umformeinrichtung 4 kann eine nicht dargestellte Steuer- bzw. Regeleinrichtung vorgesehen sein, mit der der Dampfdruck, die Temperatur sowie die Schließgeschwindigkeit und der Schließdruck der Umformeinrichtung 4 gesteuert bzw. geregelt werden können. Hierzu kann die Steuer- bzw. Regeleinrichtung ein oder mehrere Ventile aufweisen, welche die Bohrungen in dem Oberwerkzeug 4a und dem Unterwerkzeug 4b bzw. allgemein den Zugang zu der dampfdurchlässigen Struktur freigeben oder verschließen. Die Dampfabführung kann demnach durch die Möglichkeit erfolgen, durch das wenigstens eine Ventil auch Wasserdampf auszuleiten. Hierfür ist kein Schaumstoff oder ähnliches erforderlich, da die gezielte Dampfzuführung und vor allem -abführung zu einem in 5 nicht dargestellten, sich durch die Beheizung der Umformeinrichtung 4 jeweils zwischen dem Oberwerkzeug 4a und der faserhaltigen Materialbahn 3 und dem Unterwerkzeug 4b und der der faserhaltigen Materialbahn 3 ergebenden Dampfkissen führt, welches eine definierte Presskraft auf die der faserhaltigen Materialbahn 3 ausübt und ebenso für das Ausbringen des Wassers sorgt.
Bei der Umformung der faserhaltigen Materialbahn 3 kann vorgesehen sein, dass sich diese während des Verfahrens kontinuierlich in der mit „x“ bezeichneten Richtung bewegt und sich die Umformeinrichtung 4 mit der Bewegung der Materialbahn 3 mitbewegt. Die Bewegung zurück zum Ausgangspunkt der Umformeinrichtung 4 kann mit höherer Geschwindigkeit erfolgen. Diese Bewegung der Umformeinrichtung 4 kann über eine Steuereinrichtung gesteuert werden, mittels welcher die Beschleunigungen und Verzögerungen harmonisch ausgeführt werden können.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Materialbahn 3 nach ihrer Bildung in der Einrichtung 2 in einen nicht dargestellten Bahnspeicher zu führen. Dadurch kann die Umformeinrichtung 4 beim Umformen der Materialbahn 3 ortsfest bleiben und die Materialbahn 3 kann der Umformeinrichtung 4 während der Umformung derselben aus diesem Bahnspeicher zugeführt werden.
Falls, wie oben angedeutet, statt der faserhaltigen Materialbahn 3 das aus derselben hergestellte Zwischenprodukt umgeformt wird, kann dieses nach seiner Vereinzelung von der Materialbahn 3 diskontinuierlich umgeformt werden.
In den 7 bis 10 sind mehrere Ausführungsformen der Umformeinrichtung 4 dargestellt, bei denen diese jeweils als zwei Walzen 4c und 4d aufweisendes, rotierendes Walzenpaar ausgebildet ist, in welches die Materialbahn 3 kontinuierlich zugeführt wird. Bei sämtlichen Ausführungsformen gemäß der 7 bis 10 sind die Walzen 4c und 4d des die Umformeinrichtung 4 bildenden Walzenpaars jeweils mit einer Vielzahl von Erhebungen 8 versehen, die zur Umformung der faserhaltigen Materialbahn 3 dienen. Durch die Erhebungen 8 auf den Walzen 4c und 4d ergeben sich entsprechende Vertiefungen auf der Materialbahn 3 und damit auf dem faserhaltigen Produkt 5. Umgekehrt ergeben sich durch nicht bezeichnete Vertiefungen, die auch als negative Erhebungen angesehen werden können, Erhebungen auf der Materialbahn 3 und damit auf dem faserhaltigen Produkt 5. Bei den Erhebungen 8 handelt es sich im vorliegenden Fall um positive und negative Halbschalen, welche in Anordnung, Dimension und Geometrie variabel gestaltbar sind.
Der Unterschied der einzelnen Ausführungsformen der 7 bis 10 besteht in der Anordnung der im vorliegenden Fall im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Erhebungen 8 auf den beiden Walzen 4c und 4d, die zu unterschiedlichen faserhaltigen Produkten 5 führt, insbesondere was die Biegesteifigkeit derselben anbelangt. Zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf können die Walzen 4c und/oder 4d an ihrem jeweiligen Wellenstumpf geeignete Drehdurchgänge aufweisen.
Bei dem faserhaltigen Produkt 5, das mit der in den 7 bis 10 dargestellten Umformeinrichtung 4 erzeugt wird, handelt es sich um eine Art Wellpappe, die im Gegensatz zu einer üblichen Wellpappe jedoch keine bevorzugte Faltrichtung aufweist. Vielmehr ist die Wellpappe isotrop und somit im Prinzip in jeder Richtung verwindungssteif, wodurch sich eine deutlich höhere Biegefestigkeit derselben ergibt. Das mit der in den 7 bis 10 dargestellten Umformeinrichtung 4 erzeugte faserhaltige Produkt 5 stellt damit ein neuartiges Polstermaterial bzw. Packhilfsmittel, beispielsweise als Alternative zu bekannten Luftpolsterfolien dar. Die Verwindungssteifigkeit des mit der Umformeinrichtung 4 gemäß der 7 bis 10 hergestellten faserhaltigen Produkts 5 hängt insbesondere auch von der Anordnung, der Größe und der gegenseitigen Abstände der Erhebungen 8 auf den beiden Walzen 4c und 4d ab.
Durch die unterschiedliche Positionierung der Umformstellen, im vorliegenden Fall der Erhebungen 8, ist es möglich, eine Dimensionsstabilität des faserhaltigen Produkts 5 zu erreichen, zusätzlich dazu definierte Knicklinien herzustellen, an welchen das Material gebogen werden kann, und im Gegensatz zu konventioneller Wellpappe sowie im Falle von anders positionierten Erhebungen bzw. Vertiefungen eine erhöhte Steifigkeit zu erreichen. Dadurch erfüllt das faserhaltige Produkt 5 das Funktionsprinzip einer Wellpappe und kann dennoch, wie oben beschrieben, als Alternative zu bekannten Luftpolsterfolien eingesetzt werden. Des Weiteren lassen sich auf diese Weise Packgutkonturen abbilden.
In den 11 bis 16 sind verschiedene Ausführungsformen des mit der Umformeinrichtung 4 gemäß der 7 bis 10 herstellbaren faserhaltigen Produkts 5 dargestellt.
Hierbei sind die in den 11, 12 und 13 dargestellten faserhaltigen Produkte 5 jeweils lediglich einseitig umgeformt. Die in 11 dargestellte Ausführungsform des faserhaltigen Produkts 5 ist einseitig umgeformt und damit sehr flexibel. Die in 12 dargestellte Ausführungsform des faserhaltigen Produkts 5 ist einseitig umgeformt und zusätzlich einseitig gedeckt. Dadurch ergibt sich eine bessere Dimensionsstabilität bzw. Biegesteifigkeit und eine bessere Druck- bzw. Kraftverteilung bei Belastung. Die in 13 dargestellte Ausführungsform des faserhaltigen Produkts 5 ist einseitig umgeformt und beidseitig gedeckt. Zusätzlich zu der Ausführungsform von 12 besteht dadurch die Möglichkeit, in die Halbschalen funktionale Additive, z.B. zur thermischen Isolierung, einzubringen. Des Weiteren kann mit den beidseitig gedeckten Varianten eine Verbesserung der Statik bzw. Formstabilität erreicht werden.
Die in den 14, 15 und 16 dargestellten Ausführungsformen des faserhaltigen Produkts 5 sind jeweils zweiseitig umgeformt. Bei der Ausführungsform von 14, von der in den 17 und 18 zwei weitere Darstellungen gezeigt sind, ist je nach Positionierung der positiv oder negativ umgeformten Erhebungen auch eine Dimensionsstabilität bzw. eine erhöhte Biegesteifigkeit erreichbar. Außerdem besteht die Möglichkeit, in dem faserhaltigen Produkt 5 Konturen des Packguts abzubilden. Hierbei ist die in 15 dargestellte Ausführungsform zusätzlich einseitig gedeckt und die in 16 dargestellte Ausführungsform ist beidseitig gedeckt. Die Unterschiede der Ausführungsformen der 15 und 16 gegenüber derjenigen von 14 und damit auch die Vorteile bzw. Nutzungsmöglichkeiten derselben entsprechen den oben beschriebenen Unterschieden der Ausführungsformen der 12 und 13 gegenüber derjenigen von 11.
Grundsätzlich können durch Form, Größe und/oder Anordnung der Umformungen zielgerichtet bestimmte Eigenschaften des faserhaltigen Produkts 5 gesteuert bzw. eingestellt werden. So kann beispielsweise durch eine beidseitige Ausprägung die polsternde Eigenschaft des faserhaltigen Produkts 5 gesteigert werden.
Des Weiteren kann durch die Materialzusammensetzung die Funktionalität des durch das faserhaltige Produkt 5 gebildeten Polstermaterials beeinflusst werden. Hier besteht zum Beispiel die Möglichkeit mehrschichtige Materialien zu erzeugen, welche es erlauben, z.B. auf der Innenseite ein polsterndes Material einzusetzen, das aufgrund des Kontakts mit dem Produkt hinsichtlich Verpackungsaspekten funktional ist, wie z.B. ein weiches Material, auf der Außenseite hingegen ein festigkeitsgebendes Material, da dieses in Kontakt mit der Umverpackung steht.
Durch Mischungen von Fasern verschiedener Herkunft können auch in einschichtigen Polstern Funktionalitäten anwendungsspezifisch gesteuert werden, wie z.B. eine federnde Polsterwirkung oder eine starre Polsterwirkung.
Zusätzlich wäre es möglich, ein schäumendes Mittel einzusetzen, um die Steifigkeit des faserhaltigen Produkts 5 zu erhöhen und/oder um eine gewisse Dämpfungswirkung mit demselben zu erzielen, sodass es als Polstermaterial oder ähnliches eingesetzt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19509863 A1 [0007]
DE 4040925 A1 [0007]
DE 10156590 A1 [0008]
DE 10231567 A1 [0008]

Claims

Produkt (5) aus einem faserhaltigen Material, wobei in einem ersten Schritt aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser eine faserhaltige Materialbahn (3) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet , dass das faserhaltige (5) Produkt durch unmittelbares Umformen der faserhaltigen Materialbahn (3) oder eines daraus hergestellten Zwischenprodukts nach der Bildung derselben in ihrem feuchten Zustand in einer Umformeinrichtung (4) hergestellt ist.
Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn (3) oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts bei ihrer Umformung 15 bis 65 %, vorzugsweise 20 bis 60 %, beträgt.
Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt vor der Umformung erwärmt und/oder entwässert wird.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das faserhaltige Produkt (5) nach der Umformung getrocknet wird.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des faserhaltigen Rohstoffs Fasern mit einer Länge von mehr als 3 mm aufweist.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des faserhaltigen Produkts (5) höchstens 300 g/m² beträgt.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die faserhaltige Materialbahn (3) während der Herstellung des faserhaltigen Produkts (5) kontinuierlich bewegt, und dass sich die Umformeinrichtung (4) mit der Bewegung der faserhaltigen Materialbahn (3) mitbewegt.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) nach ihrer Bildung in einen Bahnspeicher geführt wird, wobei die Umformeinrichtung (4) beim Umformen der faserhaltigen Materialbahn (3) im Wesentlichen ortsfest bleibt, und wobei die faserhaltige Materialbahn (3) während der Umformung aus dem Bahnspeicher in die Umformeinrichtung (4) zugeführt wird.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (4) als rotierendes Walzenpaar (4c,4d) ausgebildet ist, in welches die faserhaltige Materialbahn (3) kontinuierlich zugeführt wird.
Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt während der Umformung mittels der Umformeinrichtung (4) beheizt wird.
Vorrichtung (1) zur Herstellung von Produkten (5) aus faserhaltigen Materialien, mit einer Einrichtung (2) zur Bildung einer faserhaltigen Materialbahn (3) aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser, gekennzeichnet durch eine der Einrichtung (2) zur Bildung der faserhaltigen Materialbahn (3) unmittelbar nachgeschaltete Umformeinrichtung (4) zur Umformung der faserhaltigen Materialbahn (3) oder eines daraus hergestellten Zwischenprodukts unmittelbar nach der Bildung derselben bzw. desselben in ihrem bzw. seinem feuchten Zustand in ein faserhaltiges Produkt (5).
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (4) beheizt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (4) eine dampfdurchlässige Struktur zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf zu und/oder von der umzuformenden faserhaltigen Materialbahn (3) oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt aufweist.
Umformeinrichtung (4) zum Umformen von faserhaltigen Materialbahnen (3) oder daraus hergestellten Zwischenprodukten, mit einem Oberwerkzeug (4a) und einem Unterwerkzeug (4b), dadurch gekennzeichnet , dass das Oberwerkzeug (4a) und/oder das Unterwerkzeug (4b) beheizt ist.
Umformeinrichtung (4) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine dampfdurchlässige Struktur zur Zu- und/oder Abführung von Wasserdampf zu und/oder von der umzuformenden faserhaltigen Materialbahn (3) oder dem daraus hergestellten Zwischenprodukt.
Umformeinrichtung (4) zum Umformen von faserhaltigen Materialbahnen (3) oder daraus hergestellten Zwischenprodukten, mit einem Oberwerkzeug (4a) und einem Unterwerkzeug (4b), dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (4) als rotierendes Walzenpaar (4c,4d) ausgebildet ist, in welches die faserhaltige Materialbahn (3) kontinuierlich zugeführt wird.
Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Produkten (5) aus faserhaltigen Materialien, wobei in einem ersten Schritt aus einem faserhaltigen Rohstoff und Wasser eine faserhaltige Materialbahn (3) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) oder ein daraus hergestelltes Zwischenprodukt unmittelbar nach der Bildung derselben in ihrem feuchten Zustand in einer Umformeinrichtung (4) zu dem faserhaltigen Produkt (5) umgeformt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockengehalt der faserhaltigen Materialbahn (3) oder des daraus hergestellten Zwischenprodukts bei ihrer Umformung 15 bis 65 %, vorzugsweise 20 bis 60 %, beträgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt vor der Umformung erwärmt und/oder entwässert wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das faserhaltige Produkt (5) nach der Umformung getrocknet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des faserhaltigen Rohstoffs Fasern mit einer Länge von mehr als 3 mm aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des faserhaltigen Produkts (5) höchstens 300 g/m² beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich die faserhaltige Materialbahn (3) während des Verfahrens kontinuierlich bewegt, und dass sich die Umformeinrichtung (4) mit der Bewegung der faserhaltigen Materialbahn (3) mitbewegt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) nach ihrer Bildung in einen Bahnspeicher geführt wird, wobei die Umformeinrichtung (4) beim Umformen der faserhaltigen Materialbahn (3) im Wesentlichen ortsfest bleibt, und wobei die faserhaltige Materialbahn (3) während der Umformung aus dem Bahnspeicher in die Umformeinrichtung (4) zugeführt wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (4) als rotierendes Walzenpaar (4c,4d) ausgebildet ist, in welches die faserhaltige Materialbahn (3) kontinuierlich zugeführt wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die faserhaltige Materialbahn (3) oder das daraus hergestellte Zwischenprodukt während der Umformung mittels der Umformeinrichtung (4) beheizt wird.