EP4685288A1 - Verfahren zum herstellen eines behaelters aus fasern umfassendem material - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines behaelters aus fasern umfassendem material

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Publication number
EP4685288A1
EP4685288A1 EP25160327.0A EP25160327A EP4685288A1 EP 4685288 A1 EP4685288 A1 EP 4685288A1 EP 25160327 A EP25160327 A EP 25160327A EP 4685288 A1 EP4685288 A1 EP 4685288A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
cavity
aqueous solution
mold
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25160327.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas HIPPEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4685288A1 publication Critical patent/EP4685288A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J3/00—Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds
    • D21J3/10—Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds of hollow bodies
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J7/00—Manufacture of hollow articles from fibre suspensions or papier-mâché by deposition of fibres in or on a wire-net mould

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a container from fiber-comprising material according to claim 1 and to a device for producing a container from fiber-comprising material according to claim 14.
  • containers such as bottles in the beverage, cosmetics, and medical technology industries have been manufactured from glass or plastic materials, particularly PET. While these containers offer favorable properties for holding liquids, food, or medications, their production and use involve a high consumption of raw materials. Furthermore, the use of PET containers is not environmentally sustainable and is only possible through complex recycling processes.
  • the aqueous solution need not be water-based; it can also be based on any other liquid solvent. Specifically, aqueous solutions introduced into the cavity can have a water or other liquid content exceeding 90% and a fiber content of less than 5% or even less than 1%. Additionally, the aqueous solution can contain other components, such as additives to influence the chemical or physical properties of the fibers.
  • This process can accelerate the production of the container. At the same time, it results in a very effective flow of fibers onto the inner surface of the cavity if they are introduced into the cavity at increased pressure towards the end of the flow.
  • the overpressure is applied at 0.1 to 10 bar. At this overpressure, the flow occurs effectively, resulting in a uniform distribution of the fibers. This pressure is also suitable for shaping the container on the inner surface of the cavity.
  • the mold can include a grid that forms at least part, preferably the entire, inner surface of the cavity.
  • the grid can preferably contribute to retaining the solid components of the aqueous solution within the cavity of the mold.
  • the mold is arranged such that the container is formed upside down and the opening is oriented downwards. This allows for a very effective flow of water to the bottom section of the container, since this flow occurs under overpressure.
  • a compressed air reservoir is connected to the supply line via a compressed air valve. Compressed air from the reservoir is fed into the mold via the valve and the supply line as soon as the first valve is closed and the compressed air valve is opened. The aqueous solution located in the supply line between the valve and the mold is then forced into the mold by the compressed air, thus completing the flow of the solution to the inner surface of the cavity containing the fibers. This efficiently ensures that all the fibers forming the fiber component of the container are exposed to the solution, resulting in the container being fully formed quickly and excess liquid being expelled.
  • the compressed air valve can be connected to the supply line downstream of the first valve in such a way that the section of the supply line between the compressed air valve and the opening fills with the aqueous solution when the first valve is open and the compressed air valve is closed. This allows for a simple design of the first device.
  • the compressed air valve is connected to the supply line downstream of the first valve in such a way that the section of the supply line between the compressed air valve and the opening fills with the aqueous solution when the first valve is open and the compressed air valve is closed.
  • a reservoir of the aqueous solution is connected to the first valve, wherein the reservoir and the first valve are designed such that aqueous solution comprising the entirety of the fibers forming the fiber portion of the container flows through the first valve within 0.1 to 10 s, preferably within 0.3 to 2 s, when the first valve is opened.
  • the device can be set up in such a way that heat is introduced into the cavity at least temporarily during and/or after the application of overpressure to the supply line.
  • the device can be configured such that a centrifugal force can be exerted on the aqueous solution in the cavity during the flow.
  • the device is configured such that the grid can be rotated to exert this centrifugal force on the aqueous solution.
  • the device can be configured such that the first valve closes before the overpressure is applied.
  • the device is configured such that the time interval between closing the first valve and applying the overpressure is a maximum of 10 s, preferably a maximum of 2 s.
  • Figs. 1a to 1e They show an embodiment of a method for producing a container from fiber-containing material by means of an embodiment of a device 100 for producing the container.
  • the device 100 comprises a mold 101 with a cavity 102 for receiving an aqueous solution comprising the fibers and a first device 103 for letting the aqueous solution flow into the mold 101 and pressurizing the mold 101.
  • the method includes letting the fibers flow onto an inner surface 104 of the cavity 101, which in the Figs. 1b to 1c
  • the first device 103 for the inflow comprises a supply line 105 to an opening 106 of the cavity 102 of the mold 101.
  • the aqueous solution is introduced into the mold 101 via the supply line 105 and a first valve 107.
  • the fibers then adhere to the inner surface 104 of the cavity 101, and the liquid aqueous solution is drained away.
  • the drainage of the liquid is symbolized by black arrows in the figures.
  • the device can, for example, have drain lines for this purpose.
  • the first device 103 applies an overpressure to the supply line 105, as shown in the figures. Fig. 1c and 1d As shown, the fibers are pressed against the inner surface 104 of the cavity 102 to form the container.
  • the first valve 107 is closed and the overpressure is applied to the supply line 105 before the entirety of the fibers, which form a fiber component of the container, are located in the cavity 102.
  • a maximum of 99%, preferably a maximum of 95%, of the total fibers forming the fiber content of the container are located in the cavity 102 before the first valve 107 is closed and the overpressure is applied to the supply line 105.
  • the form 101 can include a grid 109 that forms the inner surface 104 of the cavity 102.
  • the grid 109 is designed such that the fibers flowing into the cavity 102 with the aqueous solution are deposited on the grid 109, and the liquid of the aqueous solution exits the cavity 102 through it and is carried away by where the waste is discharged.
  • the shape may have several discharge lines (not shown) for this purpose.
  • a centrifugal force can be exerted on the aqueous solution in the cavity 102 during the flow of the aqueous solution, preferably by rotating the grid 109 to exert this centrifugal force on the aqueous solution.
  • the centrifugal force transports the fibers to the inner surface 104 of the cavity, where they form the fiber structure of the container.
  • the mold 101 is arranged such that the container is formed upside down. This initiates the formation of the container with its side walls.
  • a compressed air reservoir (not shown) is connected via a compressed air valve 108 to the supply line 105 for generating the overpressure, wherein compressed air from the compressed air reservoir is fed via the compressed air valve 108 and the supply line 105 into the mold 101 as soon as the first valve 107 is closed and the compressed air valve 108 is opened, as shown in Figure 1c This is shown.
  • the aqueous solution located in a section of the supply line 105 between the compressed air valve 108 and the mold 101, is forced into the mold 101 by the compressed air, thus preventing the flow of fibers to the inner surface 104 of the cavity 102.
  • the compressed air reservoir has an overpressure of 0.1 to 100 bar.
  • the compressed air valve 108 is connected downstream of the first valve 107 to the supply line 105, so that the section of the supply line 105 between the compressed air valve 108 and the opening 106 fills with the aqueous solution when the first valve 107 is open and the compressed air valve 108 is closed, as shown in Figure 1b shown.
  • the section of the supply line 105 therefore contains a certain number of fibers as part of the aqueous solution.
  • first valve 107 When the first valve 107 is closed and the pressure valve 108 is opened, this portion of the fibers, along with the fibers currently located in the cavity 102, is drawn towards the inner surface 104 of the cavity or towards the grid 109.
  • the compressed air ensures the distribution of the fibers.
  • the compressed air forces liquid out of the fibers, as described in Figure 1d is shown.
  • heat can also be introduced into the cavity 102 via the mold 101, for example by a heating element that at least partially surrounds the cavity 102. This allows additional liquid to be removed from the fibers in contact with the inner surface 104.
  • the first device 103 can be removed from the mold 101 and, for example, another device can be connected to the mold 101, which, for instance, applies an internal coating to the container.
  • the mold 101 can be opened and the container removed.
  • the first device 103 can be connected to another mold 101 to repeat the process of applying the fluid and pressurizing it, or it can be reconnected to the same mold 101 once the container has been removed.
  • a reservoir of aqueous solution (not shown) can be connected to the first valve 107, wherein the reservoir and the first valve 107 can be configured such that aqueous solution comprising all the fibers forming the fiber portion of the container flows through the first valve 107 within 0.1 to 10 s, preferably within 0.3 to 2 s, when the first valve 107 is open. Furthermore, it can be provided that the first valve 107 is closed before the overpressure is applied, wherein the time interval between closing the first valve 107 and applying the overpressure is a maximum of X s, preferably a maximum of Y s.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betriff ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material mittels einer Vorrichtung umfassend eine Form mit einem Hohlraum zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form und zum Beaufschlagen der Form mit einem Überdruck, wobei das Verfahren ein Anströmen einer Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern umfasst, wobei die erste Einrichtung für das Anströmen eine Zuleitung an eine Öffnung des Hohlraums der Form umfasst, in die über ein erstes Ventil die wässrige Lösung in die Form eingeleitet wird, und wobei die erste Einrichtung einen Überdruck an die Zuleitung anlegt, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche des Hohlraums gepresst werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum befindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material gemäß Anspruch 14.
    • Stand der Technik
  • In den vergangenen Dekaden wurden Behälter, wie beispielsweise Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie oder Kosmetikindustrie oder Medizintechnik aus Glas oder Kunststoffmaterialien, insbesondere PET hergestellt. Während diese Behälter für die Aufnahme von Flüssigkeiten oder Lebensmitteln sowie Medikamenten günstige Eigenschaften aufweisen, ist mit deren Herstellung und Verwendung ein hoher Rohstoffeinsatz verbunden. Ferner ist die Verwendung von PET-Behältern ökologisch nicht nachhaltig nur durch aufwendige Recycling-Verfahren möglich.
  • Es wurden daher Möglichkeiten vorgeschlagen, anstelle von Kunststoffbehältern aus PET oder Ähnlichem, Behälter aus natürlichen Materialien, insbesondere Fasermaterialien wie Pulpe, zu verwenden.
  • Bei den bisherigen Verfahren wird in eine Form mit einem Hohlraum, dessen Innenfläche der Form des herzustellenden Behälters entspricht, eine wässrige Lösung eingebracht, die bereits Fasern enthält, die bei Fertigstellung des Behälters das Behältermaterial bilden. Anschließend werden beispielsweise durch Druckaufbau innerhalb des Hohlraums der Form beispielsweise durch Einbringen eines mit Druck beaufschlagten Ballons oder mittels eingebrachter Druckluft die flüssigen Bestandteile der wässrigen Lösung aus der Form gepresst, wobei so gleichzeitig das Fasermaterial gegen die Innenfläche des Hohlraums gepresst wird, womit Unterschiede in der Wandstärke des Behälters entlang seiner Längsachse reduziert werden können.
  • Diesen Verfahren ist jedoch gemein, dass sie eine relativ lange Zeit zur Herstellung des Behälters erfordern.
    • Aufgabe
  • Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material anzugeben, das eine Beschleunigung der Herstellung des Behälters erlaubt.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material entsprechend Anspruch 1 sowie die Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material entsprechend Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material wird mittels einer Vorrichtung umfassend eine Form mit einem Hohlraum zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form und zum Beaufschlagen der Form mit einem Überdruck ausgeführt, wobei das Verfahren ein Anströmen einer Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern umfasst, wobei die erste Einrichtung für das Anströmen eine Zuleitung an eine Öffnung des Hohlraums der Form umfasst, in die über ein erstes Ventil die wässrige Lösung in die Form eingeleitet wird, und wobei die erste Einrichtung einen Überdruck an die Zuleitung anlegt, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche des Hohlraums gepresst werden, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum befindet.
  • Die Fasern können insbesondere natürliche Fasern und insbesondere pflanzliche Bestandteile sein oder diese umfassen. Bevorzugt handelt es sich bei den Fasern zumindest teilweise um Pulpe.
  • Die wässrige Lösung muss nicht notwendig auf Wasser basieren, sondern kann auch auf jedem anderen flüssigen Lösungsmittel basieren. Insbesondere können wässrige Lösungen beim Einbringen in den Hohlraum einen Anteil von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit von über 90 % aufweisen und einen Anteil von Fasern von weniger als 5 % oder weniger als 1 % besitzen. Zusätzlich kann die wässrige Lösung weitere Bestandteile, wie beispielsweise Additive zum Beeinflussen der chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Fasern umfassen.
  • Der Hohlraum der Form ist dabei derart ausgebildet, dass die Fasern die Innenfläche des Hohlraums nicht durchdringen und die Flüssigkeit der wässrigen Lösung aus diesem unabhängig von der Öffnung des Hohlraums abführbar ist.
  • Mit diesem Verfahren kann die Herstellung des Behälters beschleunigt werden. Gleichzeitig ergibt sich ein sehr effektives Anströmen der Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern, wenn diese zum Ende des Anströmens mit erhöhtem Druck in den Hohlraum geführt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass sich maximal 99%, bevorzugt maximal 95%, der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, in dem Hohlraum befinden, bevor das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird. Dadurch wird eine Beschleunigung des Verfahrens erreicht.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Überdruck bei 0,1 bis 10 bar angelegt wird. Bei diesem Überdruck erfolgt das Anströmen auf effektive Weise und es ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Fasern. Gleichzeitig ist dieser Druck für die Ausprägung des Behälters an der Innenfläche des Hohlraums geeignet.
  • Die Form kann ein Gitter umfassen, das die Innenfläche des Hohlraums zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, ausbildet. Das Gitter kann bevorzugt zum Zurückhalten der festen Bestandteile der wässrigen Lösung in dem Hohlraum der Form beitragen.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Form derart angeordnet ist, dass der Behälter kopfüber gebildet wird und die Öffnung nach unten ausgerichtet ist. Dadurch kann ein sehr effektives Anströmen eines Bodenabschnitts des Behälters, erreicht werden, da das Anströmen des Bodenabschnitts des Behälters bei anliegendem Überdruck erfolgt.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Druckluftreservoir über ein Druckluftventil an die Zuleitung angeschlossen ist, wobei Druckluft aus dem Druckluftreservoir über das Druckluftventil und die Zuleitung in die Form geführt wird, sobald das erste Ventil geschlossen und das Druckluftventil geöffnet wird, wobei die wässrige Lösung, die sich in der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Form befindet, durch die Druckluft in die Form geschoben wird und dort das Anströmen der Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern abschließt. Damit wird auf effiziente Weise die Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, angeströmt und der Behälter rasch vollständig ausgeprägt sowie überschüssige Flüssigkeit ausgepresst.
  • Das Druckluftventil kann stromabwärts vom ersten Ventil derart an die Zuleitung angeschlossen sein, dass sich der Abschnitt der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Öffnung mit der wässrigen Lösung füllt, wenn das erste Ventil geöffnet und das Druckluftventil geschlossen ist. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der ersten Einrichtung.
  • Weiter kann der Abschnitt der Zuleitung ein Volumen umfassen, das gefüllt mit wässriger Lösung zumindest 1%, vorzugsweise zumindest 5%, der Fasern der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, enthält.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die wässrige Lösung in der Zuleitung einen Feststoffmassenanteil von 0,1 bis 10 % aufweist.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Reservoir der wässrigen Lösung an das erste Ventil angeschlossen ist, wobei das Reservoir und das erste Ventil derart ausgebildet sind, dass wässrige Lösung umfassend die Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, innerhalb von 0,1 bis 10 s, bevorzugt innerhalb von 0,3 bis 2 s, durch das erste Ventil fließt, wenn dieses geöffnet ist. Dies ermöglicht eine rasche Herstellung des Behälters.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass Wärme zumindest zeitweise während und/oder nach dem Anlegen des Überdrucks an die Zuleitung in den Hohlraum eingebracht wird. Dadurch wird zusätzlich überschüssige Flüssigkeit aus den an der Innenfläche des Hohlraums angeströmten Fasern entfernt.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass während dem Anströmen eine Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung in dem Hohlraum bewirkt wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Fasern erreicht und das Anströmen erfolgt mit einer zuverlässigen Reduzierung des Flüssigkeitsanteils innerhalb des Hohlraums. Bevorzugt wird dabei das Gitter in Drehung versetzt, um die Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung zu bewirken. Diese ist eine energetisch effiziente Möglichkeit die Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung zu bewirken.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Ventil geschlossen wird bevor der Überdruck angelegt wird. Dadurch kann gewährleistet werden, dass keine wässrige Lösung durch das erste Ventil zurückgepresst wird. Bevorzugt beträgt ein zeitlicher Abstand zwischen dem Schließen des ersten Ventils und dem Anlegen des Überdrucks maximal 10 s, weiter bevorzugt maximal 2 s. Durch den geringen zeitlichen Abstand wird eine rasche Herstellung des Behälters ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material umfasst eine Form mit einem Hohlraum zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form und zum Beaufschlagen der Form mit einem Überdruck umfasst, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Anströmen einer Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern ausführbar ist, wobei die erste Einrichtung für das Anströmen eine Zuleitung an eine Öffnung des Hohlraums der Form aufweist, in die über ein erstes Ventil die wässrige Lösung in die Form geleitet werden kann, und wobei die erste Einrichtung derart eingerichtet ist, dass ein Überdruck an die Zuleitung anlegbar ist, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche des Hohlraums pressbar sind. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum befindet.
  • Mit dieser Vorrichtung kann die Herstellung des Behälters beschleunigt werden. Gleichzeitig ergibt sich durch die Verwendung der Vorrichtung auch ein sehr effektives Anströmen der Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern.
  • Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass sich maximal 99%, bevorzugt maximal 95%, der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, in dem Hohlraum befinden, bevor das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird.
  • Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass der Überdruck bei 0,1 bis 10 bar angelegt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Form ein Gitter umfasst, das die Innenfläche des Hohlraums zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, ausbildet.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Form derart angeordnet ist, dass der Behälter kopfüber gebildet wird und die Öffnung nach unten ausgerichtet ist.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Druckluftreservoir über ein Druckluftventil derart an die Zuleitung angeschlossen ist, dass Druckluft aus dem Druckluftreservoir über das Druckluftventil und die Zuleitung in die Form geführt wird, sobald das erste Ventil geschlossen und das Druckluftventil geöffnet wird, wobei die wässrige Lösung, die sich in einem Abschnitt der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Form befindet, durch die Druckluft in die Form geschoben wird und dort das Anströmen der Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern abschließt.
  • Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Druckluftventil stromabwärts vom ersten Ventil derart an die Zuleitung angeschlossen ist, dass sich der Abschnitt der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Öffnung mit der wässrigen Lösung füllt, wenn das erste Ventil geöffnet und das Druckluftventil geschlossen ist.
  • Der Abschnitt der Zuleitung kann ein Volumen umfassen, das gefüllt mit wässriger Lösung zumindest 1%, vorzugsweise zumindest 5%, der Fasern der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, enthält.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Reservoir der wässrigen Lösung an das erste Ventil angeschlossen ist, wobei das Reservoir und das erste Ventil derart ausgebildet sind, dass wässrige Lösung umfassend die Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, innerhalb von 0,1 bis 10 s, bevorzugt innerhalb von 0,3 bis 2 s, durch das erste Ventil fließt, wenn dieses geöffnet ist.
  • Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass Wärme zumindest zeitweise während und/oder nach dem Anlegen des Überdrucks an die Zuleitung in den Hohlraum eingebracht wird.
  • Weiter kann die Vorrichtung derart eingerichtet sein, dass während dem Anströmen eine Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung in dem Hohlraum bewirkbar ist. Dabei ist die Vorrichtung bevorzugt derart eingerichtet sein, dass das Gitter in Drehung versetzbar ist, um die Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung zu bewirken.
  • Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass das erste Ventil geschlossen wird bevor der Überdruck angelegt wird. Dabei ist die Vorrichtung bevorzugt derart eingerichtet sein, dass ein zeitlicher Abstand zwischen dem Schließen des ersten Ventils und dem Anlegen des Überdrucks maximal 10 s, bevorzugt maximal 2 s, beträgt.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Fig. 1a bis 1e
    Schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens zum Herstellen des Behälters aus Fasern umfassendem Material gemäß einer Ausführung.
    Ausführliche Beschreibung der Figuren
  • Fig. 1a bis 1e zeigen eine Ausführung eines Verfahrens zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material mittels einer Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Herstellen des Behälters. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Form 101 mit einem Hohlraum 102 zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung 103 zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form 101 und zum Beaufschlagen der Form 101 mit einem Überdruck. Dabei umfasst das Verfahren ein Anströmen einer Innenfläche 104 des Hohlraums 101 mit den Fasern, welches in den Fig. 1b bis 1c gezeigt ist, wofür die erste Einrichtung 103 für das Anströmen eine Zuleitung 105 an eine Öffnung 106 des Hohlraums 102 der Form 101 umfasst. Über die Zuleitung 105 wird über ein erstes Ventil 107 die wässrige Lösung in die Form 101 eingeleitet. Die Fasern legen sich dann an die Innenfläche 104 des Hohlraums 101 ab und die Flüssigkeit der wässrigen Lösung wird abgeführt. Die Abführung der Flüssigkeit wird in den Figuren durch schwarze Pfeile symbolisiert. Hierfür kann die Vorrichtung beispielsweise Abführleitungen aufweisen. Weiter legt die erste Einrichtung 103 einen Überdruck an die Zuleitung 105 an, wie dies in den Fig. 1c und 1d gezeigt ist, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche 104 des Hohlraums 102 gepresst werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Ventil 107 geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung 105 angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum 102 befindet.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass sich maximal 99%, bevorzugt maximal 95%, der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, in dem Hohlraum 102 befinden, bevor das erste Ventil 107 geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung 105 angelegt wird.
  • Wie in den Figuren gezeigt, kann die Form 101 ein Gitter 109 umfassen, das die Innenfläche 104 des Hohlraums 102 ausbildet. Das Gitter 109 ist dabei derart ausgebildet, dass sich die Fasern, die mit der wässrigen Lösung in den Hohlraum 102 geströmt werden, an dem Gitter 109 absetzen und die Flüssigkeit der wässrigen Lösung durch dieses aus dem Hohlraum 102 austritt und von dort abgeführt wird. Für die Abführung kann die Form beispielsweise mehrere nicht gezeigte Abführleitung aufweisen.
  • Weiter kann während dem Anströmen der wässrigen Lösung eine Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung in dem Hohlraum 102 bewirkt werden, wobei bevorzugt das Gitter 109 in Drehung versetzt wird, um die Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung zu bewirken. Durch die Zentrifugalkraft werden die Fasern an die Innenfläche 104 des Hohlraums befördert und bilden dort die Faserstruktur des Behälters aus.
  • In der gezeigten Ausführung des Verfahrens ist die Form 101 derart angeordnet, dass der Behälter kopfüber gebildet wird. Dadurch beginnt die Ausbildung des Behälters mit dessen Seitenwänden.
  • Weiter ist in der gezeigten Ausführung des Verfahrens ein nicht gezeigtes Druckluftreservoir über ein Druckluftventil 108 an die Zuleitung 105 für die Erzeugung des Überdrucks angeschlossen, wobei Druckluft aus dem Druckluftreservoir über das Druckluftventil 108 und die Zuleitung 105 in die Form 101 geführt wird, sobald das erste Ventil 107 geschlossen und das Druckluftventil 108 geöffnet wird, wie dies in Figur 1c gezeigt ist. Dadurch wird die wässrige Lösung, die sich in einem Abschnitt der Zuleitung 105 zwischen dem Druckluftventil 108 und der Form 101 befindet, durch die Druckluft in die Form 101 geschoben und schließt dort das Anströmen der Innenfläche 104 des Hohlraums 102 mit den Fasern ab. Das Druckluftreservoir weist dabei einen Überdruck von 0,1 bis 10 0bar auf.
  • Das Druckluftventil 108 ist dabei stromabwärts vom ersten Ventil 107 an die Zuleitung 105 angeschlossen, sodass sich der Abschnitt der Zuleitung 105 zwischen dem Druckluftventil 108 und der Öffnung 106 mit der wässrigen Lösung füllt, wenn das erste Ventil 107 geöffnet und das Druckluftventil 108 geschlossen ist, wie es in Figur 1b gezeigt ist.
  • Der Abschnitt der Zuleitung 105 enthält dadurch eine gewisse Anzahl an Fasern als Teil der wässrigen Lösung. Wenn nun das erste Ventil 107 geschlossen und das Druckventil 108 geöffnet wird, wird dieser Teil der Fasern mit den derzeit im Hohlraum 102 befindlichen Fasern an die Innenfläche 104 des Hohlraums beziehungsweise an das Gitter 109 angeströmt. Die Druckluft sorgt dabei für die Verteilung der Fasern. Sobald die gesamten Fasern, die den Faseranteil des Behälters bilden, an der Innenfläche 104 anliegen, wird durch die Druckluft Flüssigkeit aus den Fasern gepresst, wie in Figur 1d gezeigt wird.
  • Während die Druckluft an die Form 101 angelegt ist, kann über die Form 101 auch Wärme in den Hohlraum 102 eingebracht werden, beispielsweise durch ein Heizelement, das den Hohlraum 102 zumindest teilweise umgibt. Dadurch kann zusätzlich Flüssigkeit aus den an der Innenfläche 104 anliegenden Fasern entfernt werden.
  • Nach dem in Fig. 1e gezeigten Zeitpunkt, der nach dem Beaufschlagen der Form 101 mit dem Überdruck ist, kann die erste Einrichtung 103 von der Form 101 entfernt werden und beispielsweise eine weitere Einrichtung an die Form 101 angeschlossen werden, die beispielsweise eine Innenbeschichtung in den Behälter einbringt. Auch kann die Form 101 geöffnet werden und der Behälter entfernt werden. Die erste Einrichtung 103 kann währenddessen an eine weitere Form 101 angeschlossen werden, um hier das Anströmen und Beaufschlagen mit Überdruck zu wiederholen oder wieder an die gleiche Form 101 angeschlossen werden, sobald der Behälter entfernt ist.
  • Um eine hohe Produktionsrate zu erreichen, kann ein nicht gezeigtes Reservoir der wässrigen Lösung an das erste Ventil 107 angeschlossen sein, wobei das Reservoir und das erste Ventil 107 dabei derart ausgebildet sein können, dass wässrige Lösung umfassend die Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, innerhalb von 0,1 bis 10 s, bevorzugt innerhalb von 0,3 bis 2 s, durch das erste Ventil 107 fließt, wenn dieses geöffnet ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass das ersten Ventil 107 geschlossen wird, bevor der Überdruck angelegt wird, wobei ein zeitlicher Abstand zwischen dem Schließen des ersten Ventils 107 und dem Anlegen des Überdrucks maximal X s, bevorzugt maximal Y s.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material mittels einer Vorrichtung umfassend eine Form mit einem Hohlraum zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form und zum Beaufschlagen der Form mit einem Überdruck, wobei das Verfahren ein Anströmen einer Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern umfasst, wobei die erste Einrichtung für das Anströmen eine Zuleitung an eine Öffnung des Hohlraums der Form umfasst, in die über ein erstes Ventil die wässrige Lösung in die Form eingeleitet wird, und wobei die erste Einrichtung einen Überdruck an die Zuleitung anlegt, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche des Hohlraums gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich maximal 99%, vorzugsweise maximal 95%, der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, in dem Hohlraum befinden, bevor das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überdruck bei 0,1 bis 10 bar angelegt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Form ein Gitter umfasst, das die Innenfläche des Hohlraums zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, ausbildet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Form derart angeordnet ist, dass der Behälter kopfüber gebildet wird und die Öffnung nach unten ausgerichtet ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Druckluftreservoir über ein Druckluftventil an die Zuleitung angeschlossen ist, wobei Druckluft aus dem Druckluftreservoir über das Druckluftventil und die Zuleitung in die Form geführt wird, sobald das erste Ventil geschlossen und das Druckluftventil geöffnet wird, wobei die wässrige Lösung, die sich in einem Abschnitt der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Form befindet, durch die Druckluft in die Form geschoben wird und dort das Anströmen der Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern abschließt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Druckluftventil stromabwärts vom ersten Ventil derart an die Zuleitung angeschlossen ist, dass sich der Abschnitt der Zuleitung zwischen dem Druckluftventil und der Öffnung mit der wässrigen Lösung füllt, wenn das erste Ventil geöffnet und das Druckluftventil geschlossen ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Abschnitt der Zuleitung ein Volumen umfasst, das gefüllt mit wässriger Lösung zumindest 1%, vorzugsweise zumindest 5%, der Fasern der Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, enthält.
  9. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die wässrige Lösung in der Zuleitung einen Feststoffmassenanteil von 0,1 bis 10 % aufweist.
  10. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Reservoir der wässrigen Lösung an das erste Ventil angeschlossen ist, wobei das Reservoir und das erste Ventil derart ausgebildet sind, dass wässrige Lösung umfassend die Gesamtheit der Fasern, die den Faseranteil des Behälters bildet, innerhalb von 0,1 bis 10 s, vorzugsweise innerhalb von 0,3 bis 2 s, durch das erste Ventil fließt, wenn dieses geöffnet ist.
  11. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei Wärme zumindest zeitweise während und/oder nach dem Anlegen des Überdrucks an die Zuleitung in den Hohlraum eingebracht wird.
  12. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei während dem Anströmen einer Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung in dem Hohlraum bewirkt wird, wobei vorzugsweise das Gitter in Drehung versetzt wird, um die Zentrifugalkraft auf die wässrige Lösung zu bewirken.
  13. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Ventil geschlossen wird bevor der Überdruck angelegt wird, wobei vorzugsweise ein zeitlicher Abstand zwischen dem Schließen des ersten Ventils und dem Anlegen des Überdrucks maximal 10 s, vorzugsweise maximal 2 s, beträgt.
  14. Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus Fasern umfassendem Material, wobei die Vorrichtung eine Form mit einem Hohlraum zum Aufnehmen einer wässrigen Lösung umfassend die Fasern und eine erste Einrichtung zum Einströmen der wässrigen Lösung in die Form und zum Beaufschlagen der Form mit einem Überdruck umfasst, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Anströmen einer Innenfläche des Hohlraums mit den Fasern ausführbar ist, wobei die erste Einrichtung für das Anströmen eine Zuleitung an eine Öffnung des Hohlraums der Form aufweist, in die über ein erstes Ventil die wässrige Lösung in die Form geleitet werden kann, und wobei die erste Einrichtung derart eingerichtet ist, dass ein Überdruck an die Zuleitung anlegbar ist, sodass die Fasern zur Ausprägung des Behälters an die Innenfläche des Hohlraums pressbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass das erste Ventil geschlossen und der Überdruck an die Zuleitung angelegt wird, bevor sich eine Gesamtheit der Fasern, die einen Faseranteil des Behälters bilden, in dem Hohlraum befindet.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 14 auszuführen.
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