Die Erfindung betrifft ein Wegwerfgeschirr aus Holzfurnier
nach Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
desselben nach den Patentansprüchen 6 oder 11.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Wegwerfgeschirr in
Teller- oder Schalenform aus spanlos hergestelltem und chemisch
unbehandeltem Furnierholz mit einer speziellen Formgebung
im Bereich des Teller- oder Schalenformrandes.
Biologisch abbaubare Wegwerfgeschirre sind grundsätzlich bereits
bekannt. Im Handel erhältlich sind beispielsweise Palmblatt-Teller
und -Schalen. Sie werden aus abgeworfenen Blattscheiden
von Palmen hergestellt. Die Blattscheiden werden dazu
eingeweicht, gewaschen und schliesslich in erhitzten Formen
gepresst. Das Material ist zwar zäh und stark, hat aber
wegen der für jeden Blattansatz unterschiedlichen Maserung
immer wieder höchst unterschiedliche Farben und Muster, ist
wellig, rauh und neigt zu grossem Verzug.
Die JP-2001-287721 zeigt ein natürlich zersetzbares Tablett
mit Holzbestandteilen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Das Tablett besteht dabei aus einem Kern aus entsprechend
geformtem thermoplastischem und biologisch abbaubarem
Harz sowie darauf beidseitig auflaminiertem Holzfurnier.
Nachteilig ist hier, dass das Tablett aus unterschiedlichen
Materialien und verschiedenen Schichten besteht, was mehrere
Verfahrensschritte und damit einen höheren Fertigungsaufwand
bedeutet.
Die JP-2001-347509 zeigt einen aus Holzfurnier hergestellten
Behälter mit einem Biegerand. Das Holzfurnier ist spanlos
hergestellt. Der Behälter wird durch die Anwendung von Hitze,
Dampf und Druck in einer Form hergestellt. Der Biegerand hat
eine Vielzahl von vorstehenden Rippen, die jedoch lediglich
der Verstärkung dienen und sich auch nicht zu der Aussenkante
des Biegerandes erstrecken.
Die JP-57140145 zeigt ein Essgeschirr, das aus zwei Schichten
aufgebaut ist. Eine Grundschicht hat eine Zusammensetzung aus
einem Holzbrei, Synthetikfasern und Harz. Eine weitere
Schicht besteht aus Kirschbaumrinde. Die Ausformung der
Grundschicht und gleichzeitige Verklebung mit der Kirschbaumrindenschicht
erfolgt durch Heisspressen, jedoch ohne den
Einsatz von Dampf. Schliesslich wird die ganze Oberfläche des
Essgeschirrs noch mit einem Anstrich versehen. Ein entlang
des Umfangs kontinuierlich verlaufender Biegerand ist nicht
vorhanden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wegwerfgeschirr
aus Holzfurnier, dessen Ausformung im Bereich des
Teller- oder Schalenformrandes besonders materialschonende Auswirkung
hat und das zudem besonders einfach herzustellen ist, sowie
ein Verfahren zu dessen Herstellung, anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen in den unabhängigen
Patentansprüchen 1, 6 und 11 gelöst.
Holz als Ausgangsmaterial hat den Nachteil, dass es empfindlich
auf Materialstauchungen oder Überdehnungen reagiert.
Werden Wegwerfgeschirre in Teller- oder Schalenform mit Formpressen
hergestellt, so besteht insbesondere im Bereich der
Biegeränder eine besondere Stauchungs- oder Überdehnungsgefahr.
Deshalb wird das Holzfurnier durch Befeuchtung und Erwärmung
auf den Formpressvorgang vorbereitet. Das Holzfurnier
wird dadurch wesentlich elastischer. Die Lösung für die materialschonende
Herstellung von Wegwerfgeschirren aus Holzfurnier
besteht darin, dass deren Biegeränder entlang ihres Umfanges
mit einer besonderen Wellenform versehen werden. Dadurch
kann die Gefahr von Defekten durch übermässige Stauchung
in diesen Bereichen vollständig vermieden werden. Zu
diesem Zweck wird die Wellenform des Biegerandes im Umfang
auf die Materialstauchung des Holzfurniers bei der Verformung
des hochgezogenen Biegerandes abgestimmt. Die erforderliche
Wellenform lässt sich im Wesentlichen aus der Steilheit des
Biegerandes ableiten.
Vorzugsweise wird spanlos hergestelltes und chemisch unbehandeltes
Holzfurnier als Ausgangsmaterial verwendet. Dieses
Holzfurnier wird (nach Bedarf) in einem ersten Verfahrensschritt
durch Erwärmen oder durch Erwärmen und Befeuchten
vorbereitet und in einem zweiten Verfahrensschritt in einer
Geschirrform gepresst und getrocknet.
Die Vorteile bestehen insbesondere darin, dass praktisch alle
Holzsorten verwendet werden können, wobei aber aus Kostengründen
und in ökologisch sinnvoller Weise bei uns in Europa
einheimische und unbehandelte Holzsorten, wie beispielsweise
Buche, Birke, Ahorn oder auch Nussbaum, als alleiniges Ausgangsmaterial
bevorzugt werden. Sie sind kompostierbar, können
aber wegen der Freiheit von Chemikalien auch problemlos
verbrannt werden. Vorzugsweise werden dabei spanlos hergestellte,
also gemesserte oder geschälte Furniere von etwa 0.4
- 3 mm Dicke verwendet. Wegwerfgeschirr aus Holzfurnieren hat
zudem eine gleichmässigere und schönere Oberfläche als solches
aus Palmblättern.
Die Feinheit und Qualität der Furnieroberfläche kann zudem
durch geeignete Vor- oder Nachbehandlung weiter verbessert
werden. So können Furnieroberflächen beispielsweise vorgängig
geschliffen werden. Es kann aber auch eine Nachbehandlung
stattfinden, beispielsweise mit lebensmittelechten Wachsen,
Oelen oder Harzen. Damit kann eine schönere Oberfläche oder
auch eine bessere Feuchtigkeitsresistenz erzielt werden.
Das Verfahren kann grundsätzlich bei verschiedenen Ausgangsqualitäten
von Holzfurnieren angewendet werden. Es eignet
sich für nasses Holzfurnier im Bereich von etwa 40-90% Feuchtigkeitsgehalt,
angetrocknetes Holzfurnier im Bereich von etwa
20-40% Feuchtigkeitsgehalt und getrocknetes Holzfurnier im
Bereich von etwa 4-20% Feuchtigkeitsgehalt. Die Anwendung und
die Dauer der jeweiligen Befeuchtung und/oder Erhitzung muss
dabei natürlich in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt des
verwendeten Holzfurniers, der Holzart und der Furnierschichtdicke
erfolgen.
Je geringer der Feuchtigkeitsgehalt des Holzfurniers, desto
eher erfordert die Vorbehandlung natürlich eine Befeuchtung
des Holzfurniers. Dabei ist es auch möglich, dass die Befeuchtung
speziell im Bereich der zu verformenden Teile des
Holzfurniers erfolgt. Die Befeuchtung kann beispielsweise
durch Besprühen mit Wasserdampf oder auch durch vollständiges
oder teilweises Eintauchen in kochendes Wasser erfolgen. Vorteilhafterweise
erfolgt das Pressen und Trocknen des formgepressten
Gegenstandes in einem einzigen Arbeitsgang. Bei
teilweisem Befeuchten kann der Trocknungsprozess somit noch
abgekürzt werden.
Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass bei nicht allzu "hoch"
gebogenen Rändern (Biegeränder von geringer Steilheit) unter
Umständen auf eine Befeuchtung verzichtet werden kann. In
solchen Fällen entfällt der vorbereitende Verfahrensschritt
der Befeuchtung und das Verfahren zur Herstellung des Wegwerfgeschirrs
kann grundsätzlich in einem einzigen Verfahrenschritt
(Erwärmung und Pressformung) ausgeführt werden. Wie
erwähnt hängt die Vorgehensweise wesentlich vom natürlichen
Feuchtigkeitsgehalt des verwendeten Holzfurniers ab.
Weiterhin können zur Verbesserung der Biegesteifigkeit des
Wegwerfgeschirrs in den Randbereichen des Biegerandes zusätzliche
Massnahmen vorgesehen sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren
erläutert.
Es zeigen
- Fig. 1.
- ein erfindungsgemässes Wegwerfgeschirr in perspektivischer
Darstellung,
- Fig. 2
- ein Wegwerfgeschirr nach Fig. 1 in einer Ansicht
von oben,
- Fig. 3a
- ein weiteres Wegwerfgeschirr in der Art nach Fig. 1
in einem Schnitt entlang der Linie B - B, und
- Fig. 3b
- das Wegwerfgeschirr nach Fig. 3a in einem Schnitt
entlang der Linie A - A.
Ein teller- oder schalenförmiges Wegwerfgeschirr 1 gemäss Figur
1 weist einen Biegerand 2 auf. Unter dem Biegerand 2 ist
im Übrigen lediglich ein gegenüber einem im wesentlichen flachen
Geschirrboden hochgezogener und entlang des Umfangs verlaufender
Rand zu verstehen, wodurch das Geschirr seine Eignung,
z.B. als Speiseteller, erhält. Der Biegerand 2 weist
entlang seines Umfanges eine Wellenform 3 auf.
Die Wellenform 3 ist dabei so ausgeprägt, dass sie im Umfang
auf die Materialstauchung bzw. Materialdehnung des Holzfurniers
bei der Verformung des Biegerandes abgestimmt ist.
Würde nämlich versucht, eine vorgängig flache runde Furnierscheibe
mit einem äusseren Umfang Uf durch Pressformen in eine
der gezeigten schalenartigen Form ähnliche Form ohne wellenförmigen
Umfangsverlauf zu pressen, so ist leicht ersichtlich,
dass dann der äussere Umfang des hochgezogenen Biegerandes
letztlich einen Umfang Uh aufweisen müsste, der kleiner
ist als Uf. Der Unterschied bedeutete eine Stauchung, die
vermieden werden soll. Durch die Einführung der Wellenform 3
hat der äussere Umfang des Biegerandes 2 auch nach der Pressformung
noch den Wert Uf. Die erforderliche Wellenform lässt
sich somit im Wesentlichen aus der Steilheit des Biegerandes
ableiten. Bei sehr flachen Tellern ist demnach nur eine
schwach ausgeprägte Wellenform notwendig.
Um die Stauchungsfreiheit zu erzielen, sind die Stempel oder
Matrizen der Formpresswerkzeuge deshalb im Bereich der Biegeränder
wellenförmig ausgebildet.
Das Ausgangsmaterial zur Herstellung eines erfindungsgemässen
Wegwerfgeschirrs sind in der Regel rechteckige Furnierblätter.
Vor der Weiterbearbeitung werden aus diesen Furnierblättern
runde Ausgangsteile gestanzt oder geschnitten. In zwei
hauptsächlichen Verfahrenschritte wird dann das erfindungsgemässe
Wegwerfgeschirr hergestellt. In einem ersten Verfahrensschritt
wird das Holzfurnier zur Erhöhung der Elastizität
entweder nur durch Erwärmen oder aber durch Befeuchten und
Erwärmen vorbereitet. In einem zweiten Verfahrensschritt wird
das Holzfurnier in einer Geschirrform mittels Stempel oder
Matrizen gepresst und im gleichen Arbeitsgang auch getrocknet.
Ob im ersten Verfahrensschritt nur erwärmt, oder auch befeuchtet
und erwärmt wird, hängt natürlich wesentlich vom
Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangsmaterialien, aber auch von
der Holzart und der Furnierholzdicke ab. Dabei wird im Wesentlichen
unterschieden zwischen nassen Holzfurnieren mit
ca. 40-90% Feuchtigkeitsgehalt, angetrockneten Holzfurnieren
mit ca. 20-40% Feuchtigkeitsgehalt und getrockneten Holzfurnieren
mit ca. 4-20% Feuchtigkeitsgehalt. Nasses Holzfurnier
wird vorzugsweise erwärmt bevor es in die Geschirrform gebracht
und gepresst wird. Getrocknetes Holzfurnier wird zuerst
befeuchtet und erwärmt bevor es in die Geschirrform gebracht
und gepresst wird. Bei angetrockneten Holzfurnieren
oder bei bestimmten Holzarten genügt unter Umständen eine
vorgängige Erwärmung, falls das Ausgangsmaterial schon genügend
Feuchtigkeit enthält. Beide Massnahmen (Befeuchtung und
Erwärmung) dienen dazu, das Ausgangsmaterial elastischer zu
machen und eine rissfreie und stabile Verformung zu ermöglichen.
Wie erwähnt genügt in manchen Fällen eine lediglich
örtliche Befeuchtung in denjenigen Zonen die der Verformung
unterliegen, oder es braucht unter Umständen sogar gar keine
Befeuchtung wenn nur wenig hochgebogene Ränder mit entsprechend
geringer Verformung vorhanden sind.
Anwendungsbeispiel:
Zur Herstellung eines Wegwerfgeschirrs aus Buchenholzfurnier
von 1.5 mm Stärke wird beispielsweise das Ausgangsmaterial
während ca. 30 Sekunden in kochendes Wasser getaucht oder
beidseitig während ca. 45 Sekunden mit Dampf besprüht. Anschliessend
wird das Wegwerfgeschirr in der Geschirrform bei
90° C während ca. 1.5 - 2 Minuten und bei einem Druck von ca.
15 kg/cm2 gepresst. In einer Nachbearbeitung kann der Rand
nachträglich noch geschliffen werden und es kann auch eine
Nachbehandlung mit einem lebensmittelechten Wachs, Oel oder
Harz erfolgen.
Die Figur 2 zeigt ein Wegwerfgeschirr 1 nach Figur 1 in einer
Ansicht von oben. Angedeutet ist hier zudem eine (üblicherweise
sichtbare) Maserierung 4 des Holzfurniers, wodurch eine
"Faserrichtung", die im wesentlichen parallel zu einer Linie
A - A verläuft, definiert wird. "Quer zur Faserrichtung" ist
somit als eine Richtung zu verstehen, die im Wesentlichen parallel
zu einer Linie B - B verläuft. Wird nun das Wegwerfgeschirr
1 einer Biegung um eine Achse längs zur Faserrichtung
(A - A) unterworfen, so neigt das Wegwerfgeschirr 1 in einem
besonders beanspruchten Gefährdungsbereich 5 (durch punktierte
Linien angedeutet) zu Rissbildung. Durch zusätzliche Massnahmen
kann jedoch die Gefahr der Rissbildung in diesem Bereich
vermindert werden.
Fig. 3a zeigt ein weiteres Wegwerfgeschirr 1' in der Art nach
Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie B - B. Auch das
Wegwerfgeschirr 1' hat einen Biegerand 2 mit der bereits früher
erwähnten Wellenform 3. In einem äussersten Randbereich
des Biegerandes 2 ist keine Abflachung vorhanden.
Fig. 3b zeigt das Wegwerfgeschirr 1' nach Fig. 3a in einem
Schnitt entlang der Linie A - A. Der äusserste Randbereich
des Biegerandes zeigt hier eine deutliche Abflachung 6. Die
Abflachung 6 dient dazu, in diesem Bereich die Biegesteifigkeit
des Wegwerfgeschirrs 1' zu verbessern und dadurch die
Anfälligkeit zu Rissbildung im Gefährdungsbereich 5 zu vermindern.
Vorteilhafterweise erfolgen die Formübergänge (Abflachungen
6) der Ausformungen der äussersten Randbereiche zwischen der
"Faserrichtung" und "quer zur Faserrichtung" kontinuierlich,
die Abflachungen 6 können aber in mehr oder weniger stark
ausgeprägtem Ausmass auch entlang des ganzen Umfanges vorgesehen
sein.
Eine weitere (nicht dargestellte) Möglichkeit zur Verbesserung
der Biegesteifigkeit besteht darin, in den Gefährdungsbereichen
5 jeweils eine Verstärkung anzubringen. Dies kann
beispielsweise in der Form eines Klebbandes (z.B. Papierklebband)
oder eines Leimfadens (ein leimgetränkter Faden) geschehen.
Grundsätzlich können derartige Verstärkungen vor
oder auch nach dem Pressvorgang angebracht werden.
Es hat sich im weiteren auch gezeigt, dass Wegwerfgeschirre
der beschriebenen Art auch hergestellt werden können indem
zunächst zumindest zwei Holzfurnierschichten verleimt werden.
So kann ein derartiger Teller beispielsweise aus einem einzigen
Furnierblatt mit einer Stärke von 1.5 mm, oder aber auch
aus zwei verleimten Furnierblättern von je 0.6 mm Stärke hergestellt
werden.