[go: up one dir, main page]

EP4667375A1 - Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material - Google Patents

Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material

Info

Publication number
EP4667375A1
EP4667375A1 EP25182710.1A EP25182710A EP4667375A1 EP 4667375 A1 EP4667375 A1 EP 4667375A1 EP 25182710 A EP25182710 A EP 25182710A EP 4667375 A1 EP4667375 A1 EP 4667375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
molded part
fibrous material
area
section
design
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
EP25182710.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Till Rupp
Richard Hagenauer
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.)
Kiefel GmbH
Original Assignee
Kiefel GmbH
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 Kiefel GmbH filed Critical Kiefel GmbH
Publication of EP4667375A1 publication Critical patent/EP4667375A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material or by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/22—Boxes or like containers with side walls of substantial depth for enclosing contents
    • B65D1/26—Thin-walled containers, e.g. formed by deep-drawing operations
    • B65D1/265—Drinking cups
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
    • 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
    • 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

  • a three-dimensional molded part made of fibrous material and a molding tool for producing molded parts made of fibrous material are described.
  • Fiber-containing materials are increasingly used to manufacture packaging for food (e.g., trays, capsules, boxes, etc.) and consumer goods (e.g., electronic devices, etc.), as well as beverage containers.
  • These fiber-containing materials can contain natural fibers, which are obtained, for example, from renewable resources or recycled paper.
  • the natural fibers can be mixed with water and, if necessary, other additives such as starch in a pulp and then shaped. Additives can also affect the color, barrier properties, and mechanical properties.
  • a pulp can contain, for example, 0.1 to 10% by weight of natural fibers.
  • the proportion of natural fibers can vary depending on the manufacturing process used for the packaging and the product properties of the product being manufactured.
  • Fibers such as natural fibers
  • Fibers can also be introduced into molds in a dry state and processed or shaped within them.
  • such fibers can be processed as raw materials for subsequent shaping.
  • Starting materials for further processing can be, for example, so-called webs or sheets, such as airlaid, fluff pulp, paper, etc., as well as multi-layer arrangements of the aforementioned materials, made from a fibrous material, which are then formed in a mold.
  • the evaporating water is routinely extracted during pressing at high temperatures and pressures.
  • steam extraction can occur during pressing at high temperatures and pressures if the fibrous material has a water content of approximately 20% by weight or more, or if it has been locally moistened.
  • the mold surfaces of the molding tools have small openings connected to corresponding channels and devices. During pressing, small protrusions form on the surfaces of the molded parts, with the fibrous material being forced into these openings. The extraction process can further facilitate the formation of these protrusions.
  • these raised sections are perceived as disruptive in terms of design specifications and aesthetics, resulting in very low demand for alternative molded parts made from renewable and easily recyclable fiber-containing materials, which can also be compostable. This is a significant disadvantage, especially considering the goal of increasing the use of sustainable products. Furthermore, these raised sections have the drawback that, when used as capsules for coffee machines or lids for drinking cups, they do not sit flush with the contact surfaces (e.g., the brewing chamber of a coffee capsule) or do not fit optimally against the rim of the cup, thus preventing a sufficient seal. Additionally, these raised sections can make drinking from a lid more difficult.
  • the task is to provide a solution that overcomes the disadvantages of the prior art and enables the production of molded parts from fiber-containing material. enables and provides molded parts made of fiber-containing material that are simply designed, are not subject to any functional limitations in the use of molded parts due to protrusions resulting from manufacturing technology, and meet aesthetic requirements.
  • a three-dimensional molded part made of fibrous material which is produced in a manufacturing process under pressure and thermal influence, wherein a surface of the molded part has at least one protrusion formed by fibrous material which, during the production of the molded part, is sucked and/or pressed into a corresponding opening in a mold surface of a molding tool when steam escaping from the fibrous material during compression is removed, and wherein the at least one protrusion is arranged in a first surface section which has a different configuration compared to an adjacent at least one second surface section, wherein the at least one protrusion is integrated into the configuration of the first surface section.
  • the at least one raised feature When integrating at least one raised feature into a first surface section with a different design compared to a second surface section, the at least one raised feature is integrated into a section or area (first surface section) of the molded part's surface that already differs in its design (shape, depth, thickness, etc.) and thus also visually and haptically from the rest of the surface area or adjacent areas (second surface section).
  • the at least one raised feature is not visually disruptive because it is integrated into an area that is already designed differently for aesthetic and/or technical reasons, and also does not interfere with the use of the molded part because, due to its integration into a differently designed area, the at least one raised feature does not protrude from a contact surface or plane, so that no "notches,” “spacer lugs,” or similar features are formed.
  • raised areas of a molded part with reduced material thickness can be provided, so that no raised areas protrude from the surface to the extent that the raised areas with reduced material thickness protrude only as far as necessary. that their protruding ends are essentially flush with the surface contour of the surrounding areas of the second surface section. In other words, protrusions cannot extend above a surface plane that spans the first and second surface sections.
  • elevations can also deliberately protrude from a surface plane, whereby the elevations are part of a design.
  • the design of the first surface section can vary.
  • the design can include transitions, general raised areas (i.e., thickened sections), design elements, recesses, decorative elements, etc.
  • the first surface section can be located on an outer and/or inner surface.
  • the raised areas themselves typically extend perpendicularly from the surface and have small dimensions.
  • raised areas can have diameters of 0.5 to 2 mm or corresponding cross-sections.
  • the height of raised areas can range from 0.2 to 1.5 mm.
  • the dimensions can also vary depending on the thickness of the molded part in the area of the material layer associated with the surface, the dimensions of the molded part, the material used, and its intended application. Therefore, the dimensions may differ from the exemplary dimensions given above. Molded parts can have various designs and, for example, a round or polygonal cross-section.
  • the surface of the molded part can have at least one design element formed by at least one area with reduced material thickness, wherein the material thickness of the at least one area decreases with increasing molded part height in one mold direction.
  • At least one raised section can be integrated into this area, such that the raised section does not protrude from a surface plane.
  • the molded part can have at least one first projection and at least one second projection, wherein the at least one first projection and the at least one second projection differ from each other in their design.
  • the molded part can also have several first surface sections, each of which has at least one raised section, whereby the raised sections and/or the first surface sections can each be designed differently.
  • the design of the first surface section can be defined by a change in surface type, orientation, arrangement, structure, material type and/or pattern compared to at least one second surface section, and/or by a marking and/or a design element.
  • This also includes areas with reduced material thickness. In particular, this can also include recesses, transitions between edge, side and/or bottom areas, embossing, etc.
  • the first surface section can include an area with product characteristics, product illustrations, instructions for using the product and/or for disposing of the molded part.
  • symbols, letters, numbers, etc. can be formed by indentations, protruding areas, and other surface finishes (e.g., texture, roughness, etc.), with at least one raised feature integrated into such a surface section.
  • the at least one raised feature can have a cross-section that is at least partially oval, elongated, polygonal, or round.
  • This at least one raised feature can be part of a design element or constitute an essential component thereof.
  • several raised features can also form a pattern on the surface, which in further variations may serve purely visual purposes, contain information, and/or represent a functional element, such as a spacer, guide, and/or marker.
  • At least one elevation can itself be designed as a design element.
  • the at least one raised area can be designed as a functional element.
  • a functional element can, for example, be a so-called undercut. Undercuts are used, for example, in lids and the like to allow a grip behind the edge of a container (bowl, cup, etc.) or a corresponding undercut, thus ensuring a secure closure. Additionally, an audible "snap" can be provided when closing.
  • the at least one raised area is designed as a functional element, e.g., as an undercut, it can have an elongated extension and, in further embodiments, extend at least partially around an edge or side area.
  • a functional element e.g., an undercut formed by a raised area, can also reinforce a functional element created using molding techniques. For example, an undercut can be created by a corresponding mold in a molded part, whereby a raised area reinforces or increases the depth of the functional element.
  • a suitably designed mold for such a functional element can, for example, have an elongated opening or several openings on a mold surface for steam venting, which may be designed as a slot or a series of slots/openings.
  • a mold surface for steam venting which may be designed as a slot or a series of slots/openings.
  • steam escaping during compression can be extracted through the slot, while fibrous material is also drawn into the slot.
  • the fibrous material drawn into the slot forms, for example, a ring-shaped or ring-segment-shaped protrusion, which constitutes a projecting functional element that acts like an undercut.
  • other functional elements can also be designed, such as retaining or spacer ribs (e.g., for containers for hot or cold food/beverages) or a rough gripping surface with numerous protrusions.
  • the fiber-containing material can contain at least 50% by weight of plant fibers and/or cellulose fibers.
  • a molding tool for the production of molded parts wherein the molding tool at least one forming surface for pressing fibrous material into a three-dimensional molded body, wherein the at least one forming surface has at least one opening for the removal of steam from fibrous material during a pressing process, wherein the at least one opening is arranged in an area which forms a transition between at least two surface sections and wherein the at least one opening is integrated into an embossing area of the at least one forming surface for at least one first surface section of the molded part.
  • molded parts specified above in relation to the molded part also apply accordingly to a molding tool for the production of such molded parts, whereby molded parts can be manufactured using simple means without a complex and vulnerable tool design, which meets the above requirements and solves the task mentioned at the outset.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a molded part 100 made of fibrous material in a perspective view.
  • the in Fig. 1 The molded part 100 shown is designed as a capsule.
  • the capsule is designed as a coffee capsule and serves to hold coffee powder.
  • the molded part 100 shown can have an inner receiving chamber or surface coated (laminated, coated, etc.) to provide a barrier.
  • the capsule can have its outer surface coated (laminated, coated, etc.) to achieve a barrier effect.
  • Another alternative or additional way to provide barrier properties for molded part 100 is by incorporating additives into the fiber-containing material.
  • the molded part 100 has a base 102 which has a support ring 104.
  • the support ring 104 projects from the surface of the base 102.
  • the molded part 100 has an adjoining circumferential side wall 110.
  • the side wall 110 is slightly inclined relative to the base 102, with the diameter of a receiving chamber of the molded part being
  • the thickness of the side wall 100 increases from the base 102 to an edge 150.
  • the molded part 100 is essentially rotationally symmetrical.
  • the side wall 110 has a thickened or stepped ring 112. In the area of the ring 112, the material thickness or the thickness of the side wall 110 can be greater than in the rest of the area.
  • the cross-section or diameter of the side wall 110 can increase in the area of the ring 112 to provide a substantially constant wall thickness across the entire side wall 110.
  • a second transition 116 which has a radius, is formed between the ring 112 and the side wall 110.
  • a first transition 114 from the ring 112 to an edge 150 also has a radius.
  • protrusions 160 are formed at various locations on the surface 106 of the molded part 100.
  • the design elements 130 are integrated into the side wall 110, which are used when pressing the fiber-containing material in a mold 200 (see e.g. Fig. 6 ) are trained.
  • the design elements 130 are in Fig. 1 designed as coffee beans, since the embodiment represents a capsule for coffee. It is evident that other design elements 130 can also be created by a corresponding shaping and form of the surface 106.
  • the design elements 130 have a region 140 with reduced wall thickness, as shown with reference to Fig. 3a ) described in more detail.
  • the side wall 110 forms a second surface section 122 on its surface, which here has a curved shape.
  • the sections with the design elements 130 form first surface sections 120.
  • FIG. 1 In the execution according Fig. 1 are elevations 160, which occur during a forming process in the hot pressing of fibrous material due to the removal of steam, which escapes from the fibrous material during pressing under high pressure (0.2 to 300 N/mm 2 ) and high temperatures (120 - 300 °C), via corresponding steam bores (openings 234; see e.g. Fig. 6 ) in the form surfaces 232 of a form tool 200, integrated into the design of the first surface sections 120 or design elements 130.
  • high pressure 0.2 to 300 N/mm 2
  • high temperatures 120 - 300 °C
  • the raised areas 160 are barely perceptible and blend into the design both visually and haptically.
  • the design element 130 in the first surface section 120 features a rib 132.
  • the rib 132 projects from the adjacent areas 140, which each have a smaller material thickness or wall thickness than the rib 132 and the second surface section 122.
  • the protrusions 160 on the ribs 132 are thus integrated into the different design of the design element 130 compared to the second surface section 122.
  • protrusions 160 are integrated into the transitions 114, 116 and a transition area between the base ring 104 and the base 102, or into the base ring 104 itself, so that these protrusions have no significant influence on the use of the molded part 100, i.e., they do not form any protruding elements located on visible surfaces of the surface 106, nor do they interfere with contact with corresponding surfaces of a processing machine (e.g., a coffee machine).
  • the protrusions 160 on the base 102 and on the edge 150 can also be omitted in other embodiments.
  • first surface sections which differ from the remaining surface 106, in particular the surface 106 of the side wall 110 in the second surface section 122, due to their orientation and arrangement as well as their surface properties.
  • the base 102 for example, has a surface offset from the stand ring 104, so that the central protrusions 160 do not interfere with the use of the molded part 100 and are also barely perceptible visually.
  • the rim 150 has a rougher surface, so that the protrusions 160 on the rim 150 are barely perceptible both visually and to the touch and are also not located on relevant functional surfaces, especially for later use (e.g., coffee machine).
  • FIG. 2 Figure 1 shows a schematic representation of another molded part 100 made of fibrous material in a perspective view.
  • several protrusions 160 on the surface of the side wall 110 form a pattern 162, as schematically indicated by the dashed line.
  • a pattern 162 can also extend beyond the side wall 110 to the edge 150 and/or the base 102.
  • the base 102 and/or the edge 150 can also have a pattern 162 consisting of several protrusions 160.
  • a pattern 162 can, instead of a curved shape as shown in Figure 1, be a pattern 162.
  • FIG. 3 Figure 1 shows schematic representations of the formation of a design element 130 on the surface of a molded part 100 made of fibrous material, where the formation on an outer surface 106 is described here.
  • an analogous design can also be provided on an inner surface 108 if a side wall 110 is inclined accordingly.
  • FIG. 3a Figure 1 shows both a design element 130, which is shaped like a coffee bean, and a section through the design element 130.
  • the design element 130 is formed by at least one area 140 with reduced material thickness, wherein the material thickness of the at least one area 140 decreases with an increasing part height F H in a forming direction F D.
  • the design element 130 has a region 140 with reduced material thickness, as can be seen particularly in the sectional view.
  • the side wall 110 has a decreasing material thickness in the region of the design element 130, which continues to decrease until reaching a second sub-region 144, where it reaches its maximum.
  • the material thickness along the web 132 remains unchanged in the exemplary embodiment.
  • the material thickness of the web 132 can also decrease, with the degree of reduction differing from that of the regions 140 in order to achieve a visually and haptically perceptible difference between the regions 140 and a web 132. This may be necessary, in particular, if, for example, a web 132 has a profile that could abut the mold surface of a molding tool 200 during demolding and be damaged in the process.
  • the formation of a step in the first area 142 relative to the outer surface 106 can be tolerated, for example, to create a boundary between the first area 142 and the surface 106.
  • a step can form an undercut in a molded part 100. Up to a certain depth (e.g., 1 mm) or undercut formation, demolding after the molding process can thus be carried out in a mold without moving parts without damaging the molded part 100.
  • the material thickness decreases with increasing part height F H (see Fig. 4 ), so that demolding can occur without requiring additional movable mold parts on a mold surface of a mold tool part and without, for example, having to move orthogonally to a mold direction F D.
  • the formation of design elements 130 is created here by increasingly thinner areas.
  • FIG. 3b Figure 1 shows a further variant for a design element 130 shaped like a coffee bean, in which elevations are formed along the bridge 132.
  • the design element 130 can be implemented analogously to the execution according to Figure 130.
  • Fig. 3a Areas 140 with reduced material thickness, with the material thickness additionally as in Fig. 3a ) can decrease with increasing part height F H.
  • the material or wall thickness of the web 132 can decrease, or a protrusion 160 can be provided in a sub-area 142 or 144 so that the protrusion 160 does not protrude, or only protrudes slightly, from the overall surface or the surface of a second surface section 122, as for example in Fig. 4 shown schematically.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a cross-sectional view of a molded part 100 made of fibrous material with differently formed elevations 160 and design elements 130.
  • the molded part 100 is like the molded parts 100 made of Fig. 1 and 2
  • the part is shown in an orientation advantageous for manufacturing, with the part height F H being determined from the base 102.
  • the individual protrusions 160 are shown on both an outer surface 106 and an inner surface 108 to schematically illustrate the possible positions for protrusions 160.
  • the figure shows Fig. 4 the integration of elevations 160 into transitions 114, where the transitions 114 have a radius that is, for example, in the range of 0.2 to 5 mm. As in Fig.
  • a circumferential groove or a local recess is formed in the transition 114, in which a protrusion 160 is integrated, so that the protrusion 160 hardly protrudes from the outside and is therefore neither visually nor haptically perceptible and/or does not impair any function or use.
  • protrusions 160 can be incorporated into recesses (grooves, craters, etc.), whereby the Elevations 160 do not or only slightly protrude from the surface of the surrounding second surface sections 122.
  • the side wall 110 of the molded part 100 has two areas 140 with reduced wall thickness, one area having a web 132 or an analogously designed element on which the protrusions 160 are formed and stand out from the design element 130 (lower example), or the protrusions 160 are arranged in, for example, a sub-area 144 with low material thickness, so that the protrusion 160 does not protrude beyond the surface of the surrounding second surface section 122 (upper example).
  • FIG. 5 Figure 1 shows schematic representations of the formation of raised areas 160 and design elements 130 on surfaces 106, 108 of a molded part 100.
  • Raised areas 160 can be not only circular, but can also have an elongated and/or curved shape. Polygonal cross-sectional shapes are also possible and can be achieved by appropriately forming openings 234 for steam extraction in the mold surfaces of molding tools 200.
  • the elevations 160 can be components of a design element 130 and follow a course of elements (e.g. a bridge 132), or can themselves be a design element, e.g. a letter ("L").
  • character strings or symbols can also be implemented by several appropriately designed elevations 160, which, for example, give a consumer an indication of use or disposal.
  • Fig. 7 shows schematic representations of a molded part 100 with elevations 160, which are in the Fig. 7a) and 7b ) are designed as functional elements 180.
  • the functional elements 180 serve to form an undercut.
  • the molded parts 100 are designed as lids, which can, for example, be placed on a cup.
  • the lids In order for the lids to have a secure hold on a cup, for example on a beaded rim of a cup or the like, they have an undercut.
  • a side wall 170 is already formed with an inwardly tapered side wall section, which creates an undercut.
  • the Raising 160 in this side wall section so that the raising 160 form functional elements 180 which reinforce the undercut, further reducing the inner diameter and thus improving a holding effect at an edge.
  • Fig. 7a The raised areas 160 are located on an inner side 172 of the side wall 172.
  • the functional elements 180 can be designed as webs with a freely selectable width or as a continuous raised area 160, as is the case, for example, in Fig. 7b ) is shown.
  • Fig. 7b shows a molded part 100 designed as a lid with a substantially parallel oriented side wall 170, which has a circumferential protrusion 160 as a functional element 180 (undercut) on the inside 172, wherein the undercut is formed only by the protrusion 160.
  • the surveys 160 can, for example, be formed by short or longer sections, as in Fig. 7a ) indicated.
  • a functional element 180 can be formed by a closed elevation 160.
  • a forming tool has corresponding openings for the formation of such functional elements 180 or protrusions 160, which are, for example, slots or slot-like openings (for the designs of the Fig. 7 ) can be executed.
  • the protrusions 160 which form at least one functional element 180, can provide a steam discharge, so that a molded part 100 cannot have any further protrusions 160.
  • Functional elements can also be provided on an outer surface 174.
  • Functional elements 180 can, in addition to providing undercuts, also serve, for example, to provide linear strips or ribs on a surface of a molded part 100, which have a specific function ("cooling fins", retaining strips, etc.).
  • raised sections 160 can be provided on an upper and/or lower circumferential edge. These raised sections 160 can serve as spacers when placed on a surface or as distance elements when stacking several such molded parts.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a molding tool 200 for the production of molded parts 100 from fibrous material.
  • the forming tool 200 comprises a first tool part 210 and a second tool part 230.
  • the first tool part 210 and the second tool part 230 are made of a metal (e.g., aluminum) or a metal alloy suitable for compressing fibrous material at temperatures ranging from 120 to 300 °C and pressures from 0.2 to 300 N/ mm2 .
  • the tool parts 210 and 230 each have a forming surface 212 and 232, respectively, for compressing fibrous material.
  • the forming surfaces 212 and 232 may also have a special surface coating or design to prevent damage to the forming surfaces 212 and 232 due to moisture contained in the fibrous material and steam escaping during compression.
  • the lower mold part 210 has a heating device 220.
  • the heating device 220 can extend into an upper mold area and/or include additional heating elements.
  • the upper mold part 230 can additionally or alternatively have a heating device with at least one heating element. Heating devices can, for example, include heating elements in the form of electrically controlled heating cartridges, etc.
  • FIG. 6 Figure 1 shows a single pair of two corresponding tool parts 210, 230.
  • a mold 200 can have several pairs of tool parts 210, 230, each of which can be reversibly connected to a tool table or plate. This allows several mold parts 100 to be produced simultaneously in a single molding step.
  • at least one tool table or plate can have a heating device that provides at least basic heating. Additional heating devices 230 can be provided for the pairs of tool parts or for one of the tool parts 210, 230 per pair of tool parts 210, 230.
  • the lower tool part 210 has a substantially smooth forming surface 212.
  • the forming surface 232 has openings 234 through which the During the compression of fibrous material under high pressure and due to the temperature introduced via at least the tool part 210, moisture escaping from the fibrous material in the form of steam is removed.
  • channels 236 extend from the openings 234 through the tool part 230.
  • the channels 234 open into a common channel, which is connected via a port to further devices for removing the steam. For example, devices for generating a vacuum can be connected to this, so that the generated steam is actively extracted.
  • a lower tool part 210 can also have openings 234 and channels 236.
  • protrusions 160 form on the inner and/or outer surface 108, 106 of a molded part 100, schematically indicated by the dashed lines, as described above. While the extent and dimensions of the protrusions 160 are relatively small and can be influenced by appropriately dimensioning the openings 234, protrusions 160 are visually and haptically perceptible in previously known designs and molded parts.
  • the already described designs of Figs. 1 to 5 and Fig. 7 The proposed solution for integrating elevations 160 into surface sections 120, functional elements and design elements 130 offers the advantage that the elevations 160 visually integrate into the shape of a molded part 100, a design element 130 and are therefore neither visually nor haptically disturbing.
  • the mold 200 shown is simply designed for forming such molded parts 200 and has no moving components on the mold surfaces 212, 231 that are required for integrating the protrusions. Thus, the integration of the protrusion 160 can be easily implemented with the presented mold design.
  • the mold surface 232 has protrusions 238, for example to create an element 130 on the side wall 110 of a molded part 100, as in Fig. 3 shown. Additionally, it is possible to include such a Area 140 will have a raised section 160 integrated, for which a bulge 238 at the selected location has an opening 234 for extracting steam.
  • the formation of the bulges 238 on the mold surfaces 232 enables forming in the mold direction F D without additional movable elements, since the mold surfaces 212, 232 in the area of the bulges 238 do not form any undercut or, in other alternative designs, only a slight undercut.
  • the openings 234 shown as an example are located in the embodiment at the position of the form surface 232, which serve for the formation of design elements 130 and/or on first surface sections 120.
  • the production of molded parts 100 from a fibrous material includes a step of providing the fibrous material, which has a moisture content of, for example, 50–70 wt.%.
  • a moisture content of, for example, 50–70 wt.%.
  • steam is generated, which must be dissipated from the cavity of a mold 200 between the mold surfaces 212 and 232. Since the generation of steam during compression is crucial, the moisture content, and not the type of material, is the determining factor. Thus, steam dissipation may only be required locally. Therefore, either a wet or a dry process can be used.
  • preforms made of a fibrous material are first prepared and then compressed under thermal influence.
  • the preforms can be prepared by drawing fibers from an aqueous solution (pulp) and forming three-dimensional preforms that essentially already have the shape of the products to be manufactured.
  • Additives such as starch, chemical additives, wax, etc., can also be added to the pulp to influence the properties of the products (e.g., barrier properties) and their processability.
  • the fibers can be, for example, natural fibers such as cellulose fibers or fibers from a fibrous source material (e.g., recycled paper).
  • the manufactured molded parts can themselves serve as a starting material for the production of molded parts or other products after use, or they can be composted. because they can usually be completely decomposed and do not contain any harmful or environmentally hazardous substances.
  • the preforms can be further modified and subjected to a pre-pressing step. Subsequently, the preforms are pressed into three-dimensional molded parts 100 in a mold 200 under pressure and heat.
  • the molded parts 100 can be formed from a loose cellulose web (airlaid) or paper which has a sufficient moisture content at least locally.
  • the manufactured parts 100 can be ejected and subsequently subjected to post-treatment in a separate unit or in the same unit.
  • Post-treatment can include, for example, laminating, printing, etc.
  • the manufactured parts 100 can be treated in other ways to achieve specific properties.
  • molded parts 100 can vary depending on the desired shape.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Table Devices Or Equipment (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es werden ein dreidimensionales Formteil aus faserhaltigem Material sowie ein Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen aus faserhaltigem Material beschrieben, wobei das Formteil in einem Herstellungsprozess unter Druck und thermischer Einwirkung hergestellt ist und eine Oberfläche des Formteils mindestens eine Erhebung aufweist, die durch faserhaltiges Material gebildet ist, welches bei der Herstellung des Formteils beim Abführen von Dampf, der beim Verpressen aus dem faserhaltigen Material austritt, in eine korrespondierende Öffnung in einer Formfläche eines Formwerkzeugs gesaugt worden ist, und wobei die mindestens eine Erhebung in einem ersten Flächenabschnitt angeordnet ist, der gegenüber einem benachbarten mindestens einen zweiten Flächenabschnitt eine verschiedene Ausgestaltung aufweist, wobei die mindestens eine Erhebung in die Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts integriert ist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Es werden ein dreidimensionales Formteil aus faserhaltigem Material sowie ein Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen aus faserhaltigem Material beschrieben.
    • Hintergrund
  • Faserhaltige Materialen werden vermehrt eingesetzt, um bspw. Verpackungen für Lebensmittel (bspw. Schalen, Kapseln, Boxen, etc.) und Konsumgüter (bspw. elektronische Geräte etc.) sowie Getränkebehälter herzustellen. Die faserhaltigen Materialien können dabei Naturfasern aufweisen, die bspw. aus nachwachsenden Rohstoffen oder Altpapier gewonnen werden. Die Naturfasern können in einer sogenannten Pulpe mit Wasser und ggf. weiteren Zusätzen, wie z.B. Stärke, vermischt und anschließend geformt werden. Zusätze können zudem Auswirkungen auf die Farbe, die Barriereeigenschaften und mechanische Eigenschaften haben. Eine Pulpe kann einen Anteil an Naturfasern von bspw. 0,1 bis 10 Gew.-% aufweisen. Der Anteil an Naturfasern kann in Abhängigkeit des Verfahrens, welches zur Herstellung von Verpackungen etc. angewandt wird, und der Produkteigenschaften des herzustellenden Produkts variieren. Fasern, wie bspw. Naturfasern, können auch in einem trockenen Zustand in Formwerkzeuge eingebracht und darin bearbeitet bzw. geformt werden. Alternativ können solche Fasern zu Ausgangsmaterialien für eine anschließende Formgebung verarbeitet werden. Ausgangsmaterialien für eine weitere Verarbeitung können bspw. sog. Bahnen oder Bögen, wie bspw. Airlaid, Fluff-Pulp, Papier etc. sowie Mehrschicht-Anordnungen aus den vorstehenden Materialien, aus einem faserhaltigen Material sein, die dann in einem Formwerkzeug umgeformt werden.
  • Bei der Herstellung von Produkten bzw. Formteilen aus einem faserhaltigen Material wird bei einem sogenannten Wet-Prozess während eines Pressvorgangs mit hohen Temperaturen und hohem Druck standardmäßig das verdampfende Wasser abgesaugt. Auch bei trockenen Formprozessen, dem sogenannten Dry-Prozess, kann ein Absaugen von Dampf bei einem Pressvorgang mit hohen Temperaturen und hohem Druck erfolgen, wenn das faserhaltige Material einen Wasseranteil von etwa 20 Gew.-% und mehr aufweist oder zumindest lokal befeuchtet worden ist. Zum Absaugen des Dampfs weisen Formflächen von Formwerkzeugen kleine Öffnungen auf, welche mit entsprechenden Kanälen und Einrichtungen verbunden sind. Während des Verpressens kommt es dann zur Ausbildung von kleinen Erhebungen an den Oberflächen von Formteilen, wobei das faserhaltige Material in die Öffnungen gedrückt wird. Durch das Ansaugen kann die Ausbildung von Erhebungen unterstützt werden.
  • Derartige Erhebungen entstehen als Folge des Absaugens, wobei mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt des zu verpressenden Materials in Kavitäten von Formwerkzeugen zunehmend mehr Dampf entsteht, der über Öffnungen an mindestens einer Formfläche eines Formwerkzeugs abgeführt werden muss. Die Erhebungen sind an einem fertigen Formteil optisch wie auch haptisch wahrnehmbar.
  • Die Erhebungen werden jedoch im Hinblick auf Designvorgaben und ästhetische Aspekte als störend empfunden, so dass bisher die Nachfrage nach alternativen Formkörpern aus nachwachsenden und einfach recyclefähigen faserhaltigen Materialen, welche auch kompostierbar sein können, sehr gering ist. Gerade im Hinblick auf das Ziel, vermehrt nachhaltige Produkte zu verwenden, ist dies ein entscheidender Nachteil. Zusätzlich weisen solche Erhebungen den Nachteil auf, dass diese bei der Verwendung, bspw. bei der Verwendung als Kapsel für eine Kaffeemaschine oder als Deckel für Trinkbecher, wegen den Erhebungen nicht bündig mit Anlageflächen in Anlage kommen (bspw. Brühraum für eine Kaffeekapsel) oder nicht optimal an einem Becherrand anliegen, so dass keine ausreichende Dichtwirkung erreicht werden kann. Ferner können solche Erhebungen bei einem Deckel ein Trinken erschweren.
    • Aufgabe
  • Es besteht demgegenüber die Aufgabe, eine Lösung anzugeben, welche die Nachteile des Stands der Technik behebt, und die Ausbildung von Formteilen aus faserhaltigem Material ermöglicht und Formteile aus faserhaltigem Material bereitstellt, die einfach ausgebildet sind, keinen funktionellen Einschränkungen bei der Verwendung von Formteilen aufgrund von fertigungstechnisch resultierenden Erhebungen unterliegen und ästhetischen Anforderungen Rechnung tragen.
    • Lösung
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein dreidimensionales Formteil aus faserhaltigem Material gelöst, das in einem Herstellungsprozess unter Druck und thermischer Einwirkung hergestellt ist, wobei eine Oberfläche des Formteils mindestens eine Erhebung aufweist, die durch faserhaltiges Material gebildet ist, welches bei der Herstellung des Formteils beim Abführen von Dampf, der beim Verpressen aus dem faserhaltigen Material austritt, in eine korrespondierende Öffnung in einer Formfläche eines Formwerkzeugs gesaugt und/oder gedrückt worden ist, und wobei die mindestens eine Erhebung in einem ersten Flächenabschnitt angeordnet ist, der gegenüber einem benachbarten mindestens einen zweiten Flächenabschnitt eine verschiedene Ausgestaltung aufweist, wobei die mindestens eine Erhebung in die Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts integriert ist.
  • Bei der Integration der mindestens einen Erhebung in einen ersten Flächenabschnitt mit einer gegenüber einem zweiten Flächenabschnitt verschiedenen Ausgestaltung wird die mindestens eine Erhebung in einen Abschnitt bzw. Bereich (erster Flächenabschnitt) einer Oberfläche des Formteils integriert, der sich bereits in seiner Ausgestaltung (Form, Tiefe, Dicke etc.) und damit auch optisch und haptisch vom restlichen Oberflächenbereich bzw. benachbarten Bereichen (zweiter Flächenabschnitt) unterscheidet. Somit wird erreicht, dass die mindestens eine Erhebung nicht störend optisch in Erscheinung tritt, weil sie in einen ohnehin gestalterisch und/oder technisch begründet anders ausgebildeten Bereich integriert ist, sowie nicht störend bei der Verwendung des Formteils ist, weil die mindestens eine Erhebung durch die Integration in einen anders ausgebildeten Bereich bspw. nicht von einer Anlagefläche bzw. ebene absteht, so dass keine "Raststellen", "Abstandsnoppen" oder dergleichen gebildet sind.
  • Es können bspw. Erhebungen in Bereichen eines Formteils mit reduzierter Materialstärke vorgesehen sein, so dass von der Oberfläche insoweit keine Erhebungen abstehen, als dass die Erhebungen in den Bereichen mit reduzierter Materialstärke maximal so weit abstehen, dass deren abstehenden Enden im Wesentlichen bündig mit dem Oberflächenverlauf der umgebenden Bereiche des zweiten Flächenabschnitts abschließen. In anderen Worten können Erhebungen eine Oberflächenebene, die sich über den ersten Flächenabschnitt und zweiten Flächenabschnitt erstreckt, nicht überragen.
  • Weiterhin können Erhebungen aber auch von einer Oberflächenebene gezielt abstehen, wobei die Erhebungen Teil einer Ausgestaltung sind.
  • Die verschiedene Ausgestaltung des mindestens einen ersten Flächenabschnitt kann verschiedenartig ausgeführt sein. Bspw. kann die Ausgestaltung Übergange, allgemeine Erhebungen, d.h. verdickte Bereiche, Designelemente, Vertiefungen, Gestaltungselemente, etc. betreffen. Dabei kann die mindestens eine Erhebung in einem ersten Flächenabschnitt an einer äußeren Oberfläche und/oder inneren Oberfläche vorgesehen sein. Die Erhebungen selbst erstrecken sich dabei in der Regel lotrecht von der Oberfläche und weisen geringe Abmaße auf. Bspw. können Erhebungen Durchmesser von 0,5 bis 2 mm bzw. entsprechende Querschnitte aufweisen. Die Höhe von Erhebungen kann bspw. im Bereich von 0,2 bis 1,5 mm liegen. Die Abmaße können auch nach Maßgabe der Schichtdicke des Formteils im Bereich der der Oberfläche zugeordneten Materialschicht und der Dimension des Formteils sowie des verwendeten Materials sowie des Einsatz- und Verwendungszwecks ausgebildet sein und von den vorstehenden, beispielhaften Maßen abweichen. Formteil können verschiedenartig ausgebildet sein und bspw. einen runden oder polygonalen Querschnitt aufweisen.
  • In weiteren Ausführungen kann die Oberfläche des Formteils mindestens ein gestalterisches Element aufweisen, welches durch mindestens einen Bereich mit reduzierter Materialstärke gebildet ist, wobei die Materialstärke des mindestens einen Bereichs mit einer zunehmenden Formteilhöhe in einer Formrichtung abnimmt. Dabei kann mindestens eine Erhebung in diesen Bereich integriert sein, so dass die Erhebung nicht von einer Oberflächenebene absteht.
  • In weiteren Ausführungen kann das Formteil mindestens eine erste Erhebung und mindestens eine zweite Erhebung aufweisen, wobei sich die mindestens eine erste Erhebung und die mindestens eine zweite Erhebung voneinander in ihrer Ausgestaltung unterscheiden.
  • Das Formteil kann auch mehrere erste Flächenabschnitte aufweisen, die jeweils mindestens eine Erhebung aufweisen, wobei die Erhebungen und/oder die ersten Flächenabschnitte jeweils unterschiedlich ausgebildet sein können.
  • In weiteren Ausführungen kann die Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts durch eine Änderung einer Oberflächenart, Ausrichtung, Anordnung, Struktur, Materialart und/oder Verlauf gegenüber dem mindestens einen zweiten Flächenabschnitt, und/oder durch eine Kennzeichnung und/oder ein Gestaltungselement gebildet sein. Hierzu zählen auch Bereiche mit reduzierter Materialstärke. Insbesondere können darunter auch Vertiefungen, Übergänge zwischen Rand-, Seiten- und/oder Bodenbereichen, Prägungen etc. zählen.
  • In weiteren Ausführungen kann der erste Flächenabschnitt einen Bereich mit Produktmerkmalen, Produktdarstellungen, Hinweisen zum Gebrauch eines Produkts und/oder der Entsorgung des Formteils aufweisen. Bspw. können Symbole, Buchstaben, Zahlen etc. durch Vertiefungen, vorstehende Bereiche und andere Oberflächenbeschaffenheiten (z.B. Struktur, Rauigkeit, etc.) gebildet sein, wobei die mindestens eine Erhebung in einem solchen Flächenabschnitt integriert ist.
  • In weiteren Ausführungen kann
    • sich der erste Flächenabschnitt und/oder der mindestens eine zweite Flächenabschnitt in einem Wandbereich, einem Randbereich und/oder einem Bodenbereich eines Formteils befinden, und/oder
    • die mindestens eine Erhebung an einer äußeren Oberfläche des Formteils angeordnet sein und sich von der äußeren Oberfläche vom Formteil weg erstrecken.
  • In weiteren Ausführungen kann die mindestens eine Erhebung einen mindestens abschnittsweise ovalen, langgestreckten, polygonalen, oder runden Querschnitt aufweisen. Dabei kann die mindestens eine Erhebung ein Teil eines gestalterisches Element sein oder einen wesentlichen Bestandteil dessen ausmachen. In weiteren Ausführungen können bspw. mehrere Erhebungen auch ein Muster an der Oberfläche ausbilden, welches Muster in weiteren Ausführungen rein optischen Gesichtspunkten Rechnung trägt, eine Information enthält und/oder ein funktionelles Element darstellt, das bspw. als Abstandselement, Führungselement und/oder Markierung dient.
  • In weiteren Ausführungen kann die mindestens eine Erhebung selbst als gestalterisches Element ausgebildet sein.
  • In weiteren Ausführungen kann die mindestens eine Erhebung als Funktionselement ausgebildet sein. Ein Funktionselement kann bspw. ein sogenannter Hinterschnitt sein. Hinterschnitte werden bspw. bei Deckeln und dergleichen vorgesehen, um ein Hintergreifen eines Behälterrands (Schale, Becher, etc.) bzw. eines korrespondierenden Hinterschnitts zu ermöglichen, wodurch ein sicheres Verschließen erreicht werden kann. Dabei kann zusätzlich beim Schließen eine akustisch wahrnehmbare Rückmeldung durch ein "Schnappen" bereitgestellt werden. Bei der Ausbildung der mindestens einen Erhebung als Funktionselement, bspw. als Hinterschnitt, kann die mindestens eine Erhebung eine längliche Erstreckung aufweisen und sich in weiteren Ausführungen bspw. zumindest abschnittsweise um einen Rand- oder Seitenbereich herum erstrecken. Ein Funktionselement, bspw. ein Hinterschnitt, der durch eine Erhebung gebildet wird bzw. ist, kann auch ein formtechnisch ausgebildetes Funktionselement verstärken. Bspw. kann ein Hinterschnitt durch eine entsprechende Form in einem Formteil erzeugt werden, wobei durch eine Erhebung der Hinterschnitt, also die Tiefe des Funktionselements, verstärkt bzw. vergrößert wird.
  • Ein entsprechend ausgebildetes Formwerkzeug für ein solches Funktionselement kann dazu bspw. an einer Formfläche zur Dampfabführung eine längliche Öffnung oder mehrere Öffnungen aufweisen, die bspw. als Schlitz oder Reihe von Schlitzen/Öffnungen ausgeführt sind. Bspw. kann über den Schlitz beim Verpressen austretender Dampf abgesaugt werden, wobei zusätzlich faserhaltiges Material in den Schlitz gesaugt wird. Das in den Schlitz gesaugte faserhaltige Material bildet dann nach dem Verpressen eine bspw. ringartige oder ringsegmentartige Erhebung, die ein abstehendes Funktionselement bildet, das wie ein Hinterschnitt wirkt. Selbstverständlich können auch andere Funktionselemente ausgebildet werden, wie bspw. Halte- oder Abstandsrippen (bspw. für Behälter für warme oder kalte Lebensmittel/Getränke) oder als raue Grifffläche mit einer Vielzahl von Erhebungen.
  • In weiteren Ausführungen kann das faserhaltige Material mindestens 50 Gew.-% pflanzliche Fasern und/oder Zellulosefasern aufweisen.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch ein Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen gemäß einer der vorstehenden Ausführungen gelöst, wobei das Formwerkzeug mindestens eine Formfläche zum Verpressen von faserhaltigem Material zu einem dreidimensionalen Formkörper aufweist, wobei die mindestens eine Formfläche mindestens eine Öffnung zur Abfuhr von Dampf aus faserhaltigem Material während eines Pressvorgangs aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung in einem Bereich angeordnet ist, welcher einen Übergang zwischen mindestens zwei Flächenabschnitten ausbildet und wobei die mindestens eine Öffnung in einen Prägebereich der mindestens einen Formfläche für mindestens einen ersten Flächenabschnitt des Formteils integriert ist.
  • Die vorstehend in Bezug auf das Formteil angegebenen Formteile gelten entsprechend auch für ein Formwerkzeug zur Herstellung solcher Formteile, wobei mit einfachen Mitteln ohne eine komplexe und anfällige Werkzeugausgestaltung Formteile gefertigt werden können, welche die vorstehenden Anforderungen erfüllt und die eingangs genannte Aufgabe löst.
  • Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Formteils aus faserhaltigem Material in einer perspektivischen Ansicht;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines weiteren Formteils aus faserhaltigem Material in einer perspektivischen Ansicht;
    Fig. 3
    schematische Darstellungen der Ausbildung eines gestalterischen Elements an der Oberfläche eines Formteils aus faserhaltigem Material;
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Formteils aus faserhaltigem Material mit unterschiedlich ausgebildeten Erhebungen und gestalterischen Elementen;
    Fig. 5
    schematische Darstellungen der Ausbildung von Erhebungen und gestalterischen Elementen;
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung eines Formwerkzeugs zur Herstellung von Formteilen aus faserhaltigem Material;
    Fig. 7
    schematische Darstellungen eines Formteils mit Funktionselementen.
    Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Nachfolgend werden mit Bezug auf die Figuren Ausführungsbeispiele der hierin beschriebenen technischen Lehre dargestellt. Für gleiche Komponenten, Teile und Abläufe werden in der Figurenbeschreibung gleiche Bezugszeichen verwendet. Für die hierin offenbarte technische Lehre unwesentliche oder für einen Fachmann sich erschließende Komponenten, Teile und Abläufe werden nicht explizit wiedergegeben. Im Singular angegebene Merkmale sind auch im Plural mitumfasst, sofern nicht explizit etwas anderes ausgeführt ist. Dies betrifft insbesondere Angaben wie "ein" oder "eine".
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Formteils 100 aus faserhaltigem Material in einer perspektivischen Ansicht. Das in Fig. 1 gezeigte Formteil 100 ist als Kapsel ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform ist die Kapsel als Kaffeekapsel ausgebildet und dient zur Aufnahme von Kaffeepulver. Vor einem Befüllen und nach der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Formteils 100 kann eine Beschichtung (Laminierung, Coating, etc.) eines inneren Aufnahmeraums bzw. einer inneren Oberfläche zur Bereitstellung einer Barriere erfolgen. Die Kapsel kann alternativ oder zusätzlich nach einem Befüllen und einem Verschließen einer Beschichtung (Laminierung, Coating, etc.) einer äußeren Oberfläche unterzogen werden, um eine Barrierewirkung zu erzielen. Eine weitere alternative oder zusätzliche Möglichkeit zur Bereitstellung von Barriereeigenschaften für eine Formteil 100 kann das Einbringen von Zusätzen in das faserhaltige Material bereitstellen.
  • Das Formteil 100 weist einen Boden 102 auf, der über einen Standring 104 verfügt. Der Standring 104 steht von der Fläche des Bodens 102 ab. Das Formteil 100 weist eine sich daran anschließende umlaufende Seitenwand 110 auf. Die Seitenwand 110 ist gegenüber dem Boden 102 leicht geneigt, wobei der Durchmesser eines Aufnahmeraums des Formteils 100 ausgehend vom Boden 102 bis hin zu einem Rand 150 zunimmt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Formkörper 100 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Seitenwand 110 weist einen verdickt oder gestuft ausgebildeten Ring 112 auf. Im Bereich des Rings 112 kann die Materialstärke bzw. die Dicke der Seitenwind 110 stärker bzw. größer sein wie im restlichen Bereich. Alternativ kann im Bereich des Rings 112 der Querschnitt bzw. Durchmesser der Seitenwand 110 zunehmen, um eine im Wesentlichen konstante Wandstärke über die gesamte Seitenwand 110 bereitzustellen. Zwischen dem Ring 112 und der Seitenwand 110 ist ein zweiter Übergang 116 ausgebildet, der einen Radius aufweist. Ein erster Übergang 114 vom Ring 112 zu einem Rand 150 weist ebenfalls einen Radius auf. In der gezeigten Ausführung sind an verschiedenen Stellen Erhebungen 160 an der Oberfläche 106 des Formteils 100 ausgebildet.
  • An der Seitenwand 110 sind drei gestalterische Elemente 130 integriert, die beim Verpressen des faserhaltigen Materials in einem Formwerkzeug 200 (siehe bspw. Fig. 6) ausgebildet werden. Die gestalterischen Elemente 130 sind in Fig. 1 als Kaffeebohnen ausgebildet, da die Ausführungsform eine Kapsel für Kaffee darstellt. Es ist ersichtlich, dass auch andere gestalterische Elemente 130 durch eine entsprechende Ausformung und Gestalt der Oberfläche 106 erzeugt werden können. Die gestalterischen Elemente 130 weisen einen Bereich 140 mit reduzierter Wandstärke auf, wie mit Bezug auf Fig. 3a) näher beschrieben. Die Seitenwand 110 bildet an ihrer Oberfläche einen zweiten Flächenabschnitt 122, der hier einen gekrümmten Verlauf aufweist. Die Abschnitte mit den gestalterischen Elementen 130 bilden erste Flächenabschnitte 120.
  • In der Ausführung nach Fig. 1 sind Erhebungen 160, die während eines Formprozesses beim Heißverpressen von faserhaltigem Material aufgrund der Abführung von Dampf, der beim Verpressen unter hohem Druck (0,2 bis 300 N/mm2) und hohen Temperaturen (120 - 300 °C) aus dem faserhaltigen Material austritt, über entsprechende Dampfbohrungen (Öffnungen 234; siehe bspw. Fig. 6) in Formflächen 232 eines Formwerkzeugs 200 entstehen, in die Ausgestaltung der ersten Flächenabschnitte 120 bzw. gestalterischen Elemente 130 integriert.
  • Durch die Integration der Erhebungen 160 in die Ausgestaltung der gestalterischen Elemente 130 ("Kaffeebohne") sind diese Erhebungen 160 kaum wahrnehmbar und fügen sich optisch wie auch haptisch in die Ausgestaltung ein. Im Ausführungsbeispiel mit der Kaffeebohne weist das gestalterische Element 130 im ersten Flächenabschnitt 120 einen Steg 132 auf. Der Steg 132 ragt von den benachbarten Bereiche 140, die jeweils eine geringere Materialstärke bzw. Wandstärke wie der Steg 132 und der zweite Flächenabschnitt 122 aufweisen, hervor. Die Erhebungen 160 an den Stegen 132 sind damit in die verschiedene Ausgestaltung des gestalterischen Elements 130 gegenüber dem zweiten Flächenabschnitt 122 integriert.
  • Ferner sind Erhebungen 160 in die Übergänge 114, 116 und einem Übergangsbereich zwischen Standring 104 und Boden 102 bzw. in den Standring 104 integriert, so dass diese Erhebungen zum einen keinen wesentlichen Einfluss auf die Verwendung des Formteils 100 haben, d.h. keine abstehenden Elemente ausbilden, die an Sichtflächen an der Oberfläche 106 angeordnet sind, oder störend für ein Anliegen an korrespondierenden Flächen einer Verwertungsmaschine (z.B. Kaffeemaschine) sind. Die Erhebungen 160 am Boden 102 und am Rand 150 können in weiteren Ausführungen auch weggelassen sein. Im Ausführungsbeispiel sind diese als Ausführungsoption an weiteren ersten Flächenabschnitten gezeigt, die sich aufgrund der Ausrichtung und Anordnung sowie der Oberflächenbeschaffenheit von der restlichen Oberfläche 106, insbesondere der Oberfläche 106 der Seitenwand 110 im zweiten Flächenabschnitt 122 unterscheiden. Der Boden 102 weist bspw. eine gegenüber dem Standring 104 versetzte Oberfläche auf, so dass die mittigen Erhebungen 160 die Verwendung des Formteils 100 nicht stören und auch optisch kaum wahrnehmbar sind. Der Rand 150 weist eine rauere Oberfläche auf, so dass die Erhebungen 160 am Rand 150 sowohl optisch als auch haptisch kaum wahrnehmbar sind und sich zudem nicht an relevanten Funktionsflächen, insbesondere für eine spätere Verwendung (bspw. Kaffeemaschine), befinden.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Formteils 100 aus faserhaltigem Material in einer perspektivischen Ansicht. In der gezeigten Ausführungsform bilden mehrere Erhebungen 160 an der Oberfläche der Seitenwand 110 ein Muster 162 aus, wie schematisch durch die gestrichelte Linie gezeigt. Ein Muster 162 kann sich auch über die Seitenwand 110 hinaus bis hin zum Rand 150 und/oder dem Boden 102 erstrecken. In weiteren Ausführungen können auch der Boden 102 und/oder der Rand 150 ein Muster 162 aus mehreren Erhebungen 160 aufweisen. Ein Muster 162 kann anstelle eines gekrümmten Verlaufs, wie in Fig. 2 gezeigt, auch einen Buchstaben, eine Zahl, ein Zeichen oder eine entsprechende Buchstaben-, Zahlen- und/oder Zeichenkette ausbilden.
  • Fig. 3 zeigt schematische Darstellungen der Ausbildung eines gestalterischen Elements 130 an der Oberfläche eines Formteils 100 aus faserhaltigem Material, wobei hier die Ausbildung an einer äußeren Oberfläche 106 beschrieben wird. In weiteren Ausführungen kann eine analoge Ausführung bei einer entsprechenden Neigung einer Seitenwand 110 auch an einer inneren Oberfläche 108 vorgesehen sein.
  • Fig. 3a) zeigt sowohl ein gestalterisches Element 130, das als Kaffeebohne ausgebildet ist, sowie einen Schnitt durch das gestalterische Element 130. Das gestalterische Element 130 ist durch mindestens einen Bereich 140 mit reduzierter Materialstärke gebildet, wobei die Materialstärke des mindestens einen Bereichs 140 mit einer zunehmenden Formteilhöhe FH in einer Formrichtung FD abnimmt.
  • Das gestalterische Element 130 weist einen Bereich 140 mit reduzierter Materialstärke bzw. Wandstärke auf, wie insbesondere in der Schnittansicht ersichtlich. In einem ersten Teilbereich 142 weist die Seitenwand 110 im Bereich des gestalterischen Elements 130 eine abnehmende Materialstärke auf, die bis hin zu einem zweiten Teilbereich 144 weiter abnimmt und dabei ihr Maximum erreicht. Die Material- bzw. Wandstärke entlang des Stegs 132 bleibt dabei im Ausführungsbeispiel unverändert. In weiteren Ausführungen kann auch die Material- bzw. Wandstärke des Stegs 132 abnehmen, wobei der Abnahmegrad unterschiedlich gegenüber den Bereichen 140 sein kann, um einen optisch und haptisch wahrnehmbaren Unterschied zwischen Bereichen 140 und einem Steg 132 zu erreichen. Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn bspw. ein Steg 132 einen Verlauf aufweist, welcher beim Entformen mit der Formfläche eines Formwerkzeugs 200 anstößt und dabei beschädigt werden könnte.
  • In weiteren Ausführungen kann die Ausbildung einer Stufe im ersten Bereich 142 gegenüber der äußeren Oberfläche 106 toleriert werden, um bspw. eine Abgrenzung zwischen erstem Bereich 142 und Oberfläche 106 zu erreichen. Eine solche Stufe kann einen Hinterschnitt in einem Formteil 100 bilden. Bis zu einer gewissen Tiefe (bspw. 1 mm) bzw. Hinterschnittausbildung kann damit ein Entformen nach dem Formprozess in einem Formwerkzeug ohne bewegliche Teile erfolgen, ohne dass es zu einer Beschädigung des Formteils 100 kommt.
  • Wie in Fig. 3a) gezeigt nimmt die Materialstärke mit zunehmender Formteilhöhe FH ab (siehe Fig. 4), so dass ein Entformen erfolgen kann, ohne dass zusätzliche bewegliche Formteile an einer Formfläche eines Formwerkzeugteils erforderlich sind und bspw. orthogonal zu einer Formrichtung FD bewegt werden müssen. Die Ausbildung von gestalterischen Elementen 130 wird hier durch zunehmend dünnere Bereiche erzeugt.
  • Fig. 3b) zeigt eine weitere Ausbildungsvariante für ein als Kaffeebohne ausgebildetes gestalterischen Element 130, wobei entlang des Stegs 132 Erhebungen ausgebildet sind. Hierzu kann das gestalterische Element 130 analog zur Ausführung gemäß Fig. 3a) Bereiche 140 mit geringerer Materialstärke aufweisen, wobei zusätzlich die Materialstärke wie bei Fig. 3a) mit zunehmender Formteilhöhe FH abnehmen kann.
  • Zusätzlich kann auch die Material- bzw. Wandstärke des Steges 132 abnehmen oder eine Erhebung 160 in einem Teilbereich 142 oder 144 vorgesehen sein, damit die Erhebung 160 nicht oder nur geringfügig von der Gesamtoberfläche bzw. der Oberfläche eines zweiten Flächenabschnitts 122 absteht, wie bspw. in Fig. 4 schematisch gezeigt.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Formteils 100 aus faserhaltigem Material mit unterschiedlich ausgebildeten Erhebungen 160 und gestalterischen Elementen 130.
  • Das Formteil 100 ist wie die Formteile 100 aus Fig. 1 und 2 in einer für die Fertigung vorteilhafte Orientierung dargestellt, wobei die Formteilhöhe FH vom Boden 102 aus bestimmt wird. Die einzelnen Erhebungen 160 sind sowohl an einer äußeren Oberfläche 106 als auch an einer inneren Oberfläche 108 dargestellt, um die möglichen Positionen für Erhebungen 160 schematisch zu zeigen. Weiterhin zeigt Fig. 4 die Integration von Erhebungen 160 in Übergängen 114, wobei die Übergänge 114 einen Radius aufweisen, der bspw. im Bereich von 0,2 bis 5 mm liegt. Wie in Fig. 4 auf der rechten Seite des Formteils 100 gezeigt, ist im Übergang 114 eine umlaufende Nut oder eine lokale Vertiefung ausgebildet, in welcher eine Erhebung 160 integriert ist, so dass die Erhebung 160 von außen kaum absteht und somit weder optisch noch haptisch wahrnehmbar ist und/oder einer Funktion bzw. Verwendung nicht abträglich ist. So können in weiteren Ausführungen Erhebungen 160 in Vertiefungen (Nuten, Kratern, etc.) aufgenommen sein, wobei die Erhebungen 160 die Oberfläche der umgebenden zweiten Flächenabschnitte 122 somit nicht oder nur geringfügig überstehen.
  • An der rechten Seite weist die Seitenwand 110 des Formteils 100 zwei Bereiche 140 mit reduzierter Wandstärke auf, wobei ein Bereich einen Steg 132 oder ein analog dazu ausgebildetes Element aufweist, an dem die Erhebungen 160 ausgebildet sind und vom gestalterischen Element 130 abstehen (unteres Beispiel), oder die Erhebungen 160 in bspw. einem Teilbereich 144 mit geringer Materialstärke angeordnet sind, so dass die Erhebung 160 nicht über die Oberfläche des umgebenden zweiten Flächenabschnitts 122 absteht (oberes Beispiel).
  • Fig. 5 zeigt schematische Darstellungen der Ausbildung von Erhebungen 160 und gestalterischen Elementen 130 an Oberflächen 106, 108 eines Formteils 100. Dabei können Erhebungen 160 nicht nur kreisrund ausgebildet sein, sondern auch einen langestreckten und/oder gekrümmten Verlauf aufweisen. Auch polygonale Querschnittsformen sind möglich und können durch eine entsprechende Ausbildung von Öffnungen 234 zum Absaugen von Dampf in Formflächen von Formwerkzeugen 200 realisiert werden.
  • Erhebungen 160 können dabei Bestandteile eines gestalterischen Elements 130 sein und dabei einem Verlauf von Elementen (bspw. eines Stegs 132) folgen, oder selbst ein gestalterisches Element sein, bspw. ein Buchstabe ("L").
  • In weiteren Ausführungen können auch Zeichenketten oder Symbole durch mehrere entsprechend ausgebildete Erhebungen 160 realisiert werden, die bspw. einem Verbraucher einen Hinweis auf die Verwendung oder Entsorgung geben.
  • Fig. 7 zeigt schematische Darstellungen eines Formteils 100 mit Erhebungen 160, die in den Fig. 7a) und 7b) als Funktionselemente 180 ausgebildet sind. Die Funktionselemente 180 dienen zur Ausbildung eines Hinterschnitts. In den Figuren sind die Formteile 100 als Deckel ausgebildet, welcher bspw. auf einen Becher aufgesetzt werden kann. Damit die Deckel an einem Becher, bspw. an einem wulstartigen Rand eines Bechers oder dergleichen, einen sicheren Halt aufweisen, weisen diese einen Hinterschnitt auf. In Fig. 7a) ist eine Seitenwand 170 bereits mit einem nach innen sich verjüngenden Seitenwandabschnitt ausgebildet, welcher einen Hinterschnitt bildet. Zur Verstärkung des Hinterschnitts befinden sich die Erhebungen 160 in diesem Seitenwandabschnitt, so dass die Erhebungen 160 Funktionselemente 180 bilden, die den Hinterschnitt verstärken, wobei der innere Durchmesser weiter reduziert und damit eine Haltewirkung an einem Rand verbessert werden.
  • In Fig. 7a) befinden sich die Erhebungen 160 an einer Innenseite 172 der Seitenwand 172. Die Funktionselemente 180 können dabei als Stege mit einer frei wählbaren Breite oder als durchgehende Erhebung 160 ausgeführt sein, wie dies bspw. in Fig. 7b) gezeigt ist. Fig. 7b) zeigt dabei ein als Deckel ausgebildetes Formteil 100 mit einer im Wesentlichen parallel ausgerichtet Seitenwand 170, eine ein umlaufende Erhebung 160 als Funktionselement 180 (Hinterschnitt) an der Innenseite 172 aufweist, wobei der Hinterschnitt hier nur durch die Erhebung 160 gebildet wird.
  • Die Erhebungen 160 können bspw. durch kurze Abschnitte oder längere Abschnitte gebildet sein, wie in Fig. 7a) angedeutet. Alternativ kann ein Funktionselement 180 durch eine geschlossene Erhebung 160 gebildet werden.
  • Ein Formwerkzeug weist für die Ausbildung solcher Funktionselemente 180 bzw. Erhebungen 160 entsprechende Öffnungen auf, die bspw. als Schlitz oder schlitzartige Öffnungen (für die Ausführungen der Fig. 7) ausgeführt sein können. In weiteren Ausführungen können damit nur durch die Erhebungen 160, welche zumindest ein Funktionselement 180 ausbilden, eine Dampfabfuhr bereitgestellt worden sein, so dass ein Formteil 100 keine weiteren Erhebungen 160 aufweisen kann.
  • In noch weiteren Ausführungen können Funktionselemente auch an einer Außenseite 174 vorgesehen sein. Funktionselemente 180 können neben der Bereitstellung von Hinterschnitten bspw. auch dazu dienen, linienartige Leisten oder Rippen an einer Oberfläche eines Formteils 100 bereitstellen, die eine bestimmte Funktion ("Kühlrippen", Halteleisten, etc.) aufweisen.
  • In weiteren Ausführungen können Erhebungen 160 an einer oberen und/oder unteren Umfangskante vorgesehen sein. Dabei können die Erhebungen 160 als Distanzelemente beim Abstellen auf einem Untergrund oder als Abstandselemente beim Stapeln mehrerer solcher Formteile dienen.
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Formwerkzeugs 200 zur Herstellung von Formteilen 100 aus faserhaltigem Material.
  • Das Formwerkzeug 200 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Werkzeugteil 210 und ein zweites Werkzeugteil 230 auf. Erstes Werkzeugteil 210 und zweites Werkzeugteil 230 bestehen aus einem Metall (bspw. Aluminium) oder einer Metalllegierung, welche geeignet sind ein Verpressen von faserhaltigem Material bei Temperaturen im Bereich von 120 bis 300 °C sowie einem Druck von 0,2 bis 300 N/mm2 durchzuführen. Die Werkzeugteile 210, 230 weisen jeweils eine Formfläche 212, 232 zum Verpressen von faserhaltigem Material auf. Die Formflächen 212, 232 können zudem eine spezielle Oberflächenbeschichtung oder Ausgestaltung aufweisen, damit aufgrund der im faserhaltigen Material enthaltenen Feuchtigkeit und des beim Verpressen austretenden Dampfs nicht zu einer Beschädigung der Formflächen 212, 232 kommt.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das untere Formteil 210 eine Heizeinrichtung 220 auf. Die Heizeinrichtung 220 kann sich in weiteren Ausführungen in einen oberen Formbereich erstrecken und/oder weitere Heizelemente aufweisen. In noch weiteren Ausführungen kann das obere Werkzeugteil 230 zusätzlich oder alternativ eine Heizeinrichtung mit mindestens einem Heizelement aufweisen. Heizeinrichtungen können bspw. Heizelemente in Form von elektrisch ansteuerbaren Heizpatronen etc. aufweisen.
  • Fig. 6 zeigt ein einzelnes Paar von zwei korrespondierenden Werkzeugteilen 210, 230. Ein Formwerkzeug 200 kann in weiteren Ausführungen mehrere Paare von Werkzeugteilen 210, 230 aufweisen, die jeweils mit einem Werkzeugtisch bzw. -platte reversibel verbunden sein können. Damit können in einem Formschritt bei der Herstellung gleichzeitig mehrere Formteile 100 hergestellt werden. In weiteren Ausführungen kann zumindest ein Werkzeugtisch bzw. eine Werkzeugplatte eine Heizeinrichtung aufweisen, die zumindest eine Grundbeheizung bereitstellt. Dabei können zusätzlich Heizeinrichtungen 230 für die Paare an Werkzeugteilen oder eines der Werkzeugteile 210, 230 je Paar an Werkzeugteilen 210, 230 vorgesehen sein.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das untere Werkzeugteil 210 eine im Wesentlichen glatte Formfläche 212 auf. Die Formfläche 232 weist Öffnungen 234 auf, über welche die beim Verpressen von faserhaltigem Material unter hohem Druck und aufgrund der über zumindest das Werkzeugteil 210 eingebrachten Temperatur entstehende und aus dem faserhaltigen Material in Form von Dampf austretende Feuchtigkeit abgeführt wird. Hierzu verlaufen von den Öffnungen 234 Kanäle 236 durch das Werkzeugteil 230. Die Kanäle 234 münden im gezeigten Ausführungsbeispiel in einen gemeinsamen Kanal, der über einen Anschluss mit weiteren Einrichtungen zum Abführen des Dampfs verbunden ist. Bspw. können Einrichtungen zur Erzeugung von Unterdruck damit verbunden sein, so dass ein aktives Absaugen des entstehenden Dampfs erfolgt.
  • In weiteren Ausführungen können mehrere Anschlüsse vorgesehen sein, über welche der Dampf aus einem Werkzeugteil 230 oder 210 abgeführt werden können. So kann in weiteren Ausführungen auch ein unteres Werkzeugteil 210 Öffnungen 234 und Kanäle 236 aufweisen.
  • Aufgrund der Öffnungen 234 kommt es an der inneren und/oder äußeren Oberfläche 108, 106 eines schematisch durch die gestrichelten Linien angedeuteten Formteils 100 zur Ausbildung von Erhebungen 160, wie vorstehend beschrieben. Die Erstreckung der Erhebungen 160 und deren Maße sind zwar verhältnismäßig gering und können durch eine entsprechende Dimensionierung der Öffnungen 234 beeinflusst werden, jedoch sind Erhebungen 160 bei bisher bekannten Ausführungen und Formteilen optisch und auch haptisch wahrnehmbar. Die bereits mit Bezug auf die Ausführungen der Fig. 1 bis 5 und Fig. 7 vorgestellte Lösung der Integration von Erhebungen 160 in Flächenabschnitte 120, Funktionselemente und gestalterische Elemente 130 bietet den Vorteil, dass die Erhebungen 160 optisch sich in die Gestalt eines Formteils 100, eines gestalterischen Elements 130 einfügen und damit weder optisch noch haptisch störend sind.
  • Das gezeigte Formwerkzeug 200 ist zur Ausbildung von derartigen Formteilen 200 einfach ausgebildet und weist keine beweglichen Komponenten an den Formflächen 212, 231 auf, die zur Integration der Erhebungen erforderlich sind. Somit kann mit der vorgestellten Werkzeugausbildung die Integration der Erhebung 160 leicht umgesetzt werden.
  • Zur Ausbildung von gestalterischen Elementen 130 mit Bereichen 140 weist die Formfläche 232 Ausbuchtungen 238 auf, um bspw. ein Element 130 an der Seitenwand 110 eines Formteils 100 zu erzeugen, wie in Fig.3 gezeigt. Zusätzlich kann dabei in einen solchen Bereich 140 eine Erhebung 160 integriert werden, wozu eine Ausbuchtung 238 an der gewählten Stelle eine Öffnung 234 zum Absaugen von Dampf aufweist.
  • Die Ausbildung der Ausbuchtungen 238 an den Formflächen 232 ermöglicht ein Formen in Formrichtung FD ohne zusätzliche bewegliche Elemente, da die Formflächen 212, 232 im Bereich der Ausbuchtungen 238 keinen oder in weiteren alternativen Ausführungen nur einen geringen Hinterschnitt ausbilden.
  • Die beispielhaft gezeigten Öffnungen 234 befinden sich im Ausführungsbeispiel an Position der Formfläche 232, welche für die Ausbildung von gestalterischen Elementen 130 und/oder an ersten Flächenabschnitten 120 dienen.
  • Die Herstellung von Formteilen 100 aus einem faserhaltigen Material umfasst einen Schritt der Bereitstellung von faserhaltigem Material, welches einen Feuchtigkeitsgehalt von bspw. 50 - 70 Gew.-% aufweist, so dass beim Verpressen Dampf entsteht, der aus der Kavität eines Formwerkzeugs 200 zwischen den Formflächen 212, 232 abgeführt werden muss. Da die Entstehung von Dampf beim Verpressen maßgeblich ist, kommt es daher auf den Feuchtigkeitsgehalt und nicht auf die Art des Materials an. So kann bspw. auch nur lokal ein Abführen von Dampf erforderlich sein. Es kann damit ein Wet-Prozess oder ein Dry-Prozess Anwendung finden.
  • In einem sogenannten Wet-Prozess können zunächst Vorformlinge aus einem faserhaltigen Material bereitgestellt werden, die anschließend unter thermischer Einwirkung verpresst werden. Die Bereitstellung der Vorformlinge kann derart erfolgen, wobei Fasern aus einer wässrigen Lösung (Pulpe) angesaugt und dreidimensionale Vorformlinge gebildet werden, welche im Wesentlichen bereits die Gestalt von herzustellenden Erzeugnissen aufweisen. Zusätzlich können Additive und Zusätze, wie bspw. Stärke, chemische Zusätze, Wachs, etc. einer Pulpe zugeführt werden, um die Eigenschaften der herzustellenden Produkte (z.B. Barriereeigenschaften) und die Verarbeitbarkeit zu beeinflussen. Bei den Fasern kann es sich bspw. um natürliche Fasern, wie Cellulosefasern, oder Fasern aus einem faserhaltigen Ursprungsmaterial (z.B. Altpapier) handeln. Da als Ausgangsmaterial für die Formteile 100 eine faserhaltige Pulpe mit natürlichen Fasern verwendet werden kann, können die hergestellten Formteile 100 nach ihrer Verwendung selbst wieder als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Formteilen 100 oder anderen Erzeugnissen dienen oder kompostiert werden, weil diese in der Regel vollständig zersetzt werden können und keine bedenklichen, umweltgefährdenden Stoffe enthalten.
  • Die Vorformlinge können in weiteren Ausführungen einem Vorpressschritt unterzogen werden. Anschließend werden die Vorformlinge in einem Formwerkzeug 200 unter Druck und Wärmeeinwirkung zu dreidimensionalen Formteilen 100 verpresst.
  • Weiterhin können die Formteile 100 aus einer losen Zellulosebahn (Airlaid) oder einem Papier (um)geformt werden, welches mindestens lokal einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
  • Nach dem Formen im Formwerkzeug 200 kann ein Auswerfen von hergestellten Formteilen 100 erfolgen, welche danach in einer weiteren Einrichtung oder in der gleichen Einrichtung einer Nachbehandlung unterzogen werden können. Eine Nachbehandlung kann bspw. ein Laminieren, Bedrucken, etc. umfassen. In weiteren Ausführungen können Formteile 100 nach ihrer Herstellung anderweitig behandelt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen.
  • Die Ausbildung von Formteilen 100 kann je nach gewünschter Gestalt variieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Formteil
    102
    Boden
    104
    Standring
    106
    äußere Oberfläche
    108
    innere Oberfläche
    110
    Seitenwand
    112
    Ring
    114
    erster Übergang
    116
    zweiter Übergang
    120
    erster Flächenabschnitt
    122
    zweiter Flächenabschnitt
    130
    gestalterisches Element
    132
    Steg
    140
    Bereich
    142
    erster Teilbereich
    144
    zweiter Teilbereich
    150
    Rand
    160
    Erhebung
    162
    Muster
    170
    Seitenwand
    172
    Innenseite
    174
    Außenseite
    180
    Funktionselement
    200
    Formwerkzeug
    210
    erstes Werkzeugteil
    212
    Formfläche
    220
    Heizeinrichtung
    230
    zweites Werkzeugteil
    232
    Formfläche
    234
    Öffnung
    236
    Kanal
    238
    Ausbuchtung

Claims (11)

  1. Dreidimensionales Formteil aus faserhaltigem Material, das in einem Herstellungsprozess unter Druck und thermischer Einwirkung hergestellt ist, wobei eine Oberfläche des Formteils mindestens eine Erhebung aufweist, die durch faserhaltiges Material gebildet ist, welches bei der Herstellung des Formteils beim Abführen von Dampf, der beim Verpressen aus dem faserhaltigen Material austritt, in eine korrespondierende Öffnung in einer Formfläche eines Formwerkzeugs angesaugt worden ist, und wobei die mindestens eine Erhebung in einem ersten Flächenabschnitt angeordnet ist, der gegenüber einem benachbarten mindestens einen zweiten Flächenabschnitt eine verschiedene Ausgestaltung aufweist, wobei die mindestens eine Erhebung in die Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts integriert ist.
  2. Formteil nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Formteils mindestens ein gestalterisches Element aufweist, welches durch mindestens einen Bereich mit reduzierter Materialstärke gebildet ist, wobei die Materialstärke des mindestens einen Bereichs mit einer zunehmenden Formteilhöhe in einer Formrichtung abnimmt.
  3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, mindestens aufweisend mindestens eine erste Erhebung und mindestens eine zweite Erhebung, wobei sich die mindestens eine erste Erhebung und die mindestens eine zweite Erhebung voneinander in ihrer Ausgestaltung unterscheiden.
  4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts durch eine Änderung einer Oberflächenart, Ausrichtung, Anordnung, Struktur, Materialart und/oder Verlauf gegenüber dem mindestens einen zweiten Flächenabschnitt, und/oder durch eine Kennzeichnung und/oder ein Gestaltungselement gebildet ist.
  5. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Flächenabschnitt einen Bereich mit Produktmerkmalen, Produktdarstellungen, Hinweisen zum Gebrauch eines Produkts und/oder der Entsorgung des Formteils aufweist.
  6. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
    - sich der erste Flächenabschnitt und/oder der mindestens eine zweite Flächenabschnitt in einem Wandbereich, einem Randbereich und/oder einem Bodenbereich eines Formteils befinden, und/oder
    - die mindestens eine Erhebung an einer äußeren Oberfläche des Formteils angeordnet ist und sich von der äußeren Oberfläche vom Formteil weg erstreckt.
  7. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Erhebung einen mindestens abschnittsweise ovalen, langgestreckten, polygonalen, oder runden Querschnitt aufweist.
  8. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Erhebung als gestalterisches Element ausgebildet ist.
  9. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mindestens eine Erhebung als Funktionselement ausgebildet ist.
  10. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das faserhaltige Material mindestens 50 Gew.-% pflanzliche Fasern und/oder Zellulosefasern aufweist.
  11. Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Formwerkzeug mindestens eine Formfläche zum Verpressen von faserhaltigem Material zu einem dreidimensionalen Formkörper aufweist, wobei die mindestens eine Formfläche mindestens eine Öffnung zur Abfuhr von Dampf aus faserhaltigem Material während eines Pressvorgangs aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung in einem Bereich angeordnet ist, welcher einen Übergang zwischen mindestens zwei Flächenabschnitten ausbildet und wobei die mindestens eine Öffnung in einen Prägebereich der mindestens einen Formfläche für mindestens einen ersten Flächenabschnitt des Formteils integriert ist.
EP25182710.1A 2024-06-18 2025-06-13 Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material Pending EP4667375A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024117158.8A DE102024117158A1 (de) 2024-06-18 2024-06-18 Dreidimensionales Formteil aus faserhaltigem Material und Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen aus faserhaltigem Material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4667375A1 true EP4667375A1 (de) 2025-12-24

Family

ID=95982352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25182710.1A Pending EP4667375A1 (de) 2024-06-18 2025-06-13 Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20250382749A1 (de)
EP (1) EP4667375A1 (de)
DE (1) DE102024117158A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001068984A1 (fr) * 2000-03-13 2001-09-20 Kao Corporation Moule de sechage pour corps moule a partir de pate
JP3241574B2 (ja) * 1995-10-31 2001-12-25 株式会社ノリタケカンパニーリミテド パルプモールドの成形型、パルプモールドの成形方法、およびパルプモールド
US7008509B1 (en) * 1999-08-04 2006-03-07 Kao Corporation Molded body with projected part, dry mold for manufacturing the molded body, and method and device for manufacturing the molded body
US20190010663A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Be Green Packaging Co., Ltd. Pulp molding negative angle container and its processing method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014019027A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Varden Process Pty Ltd Improved decoration and adornment methods for thermoformed pulp
WO2018049460A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-22 Varden Process Pty Ltd Dispensing capsule and method and apparatus of forming same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3241574B2 (ja) * 1995-10-31 2001-12-25 株式会社ノリタケカンパニーリミテド パルプモールドの成形型、パルプモールドの成形方法、およびパルプモールド
US7008509B1 (en) * 1999-08-04 2006-03-07 Kao Corporation Molded body with projected part, dry mold for manufacturing the molded body, and method and device for manufacturing the molded body
WO2001068984A1 (fr) * 2000-03-13 2001-09-20 Kao Corporation Moule de sechage pour corps moule a partir de pate
US20190010663A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Be Green Packaging Co., Ltd. Pulp molding negative angle container and its processing method

Also Published As

Publication number Publication date
US20250382749A1 (en) 2025-12-18
DE102024117158A1 (de) 2025-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2828542C2 (de) Verfahren zum herstellen von verformten gegenstaenden, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellte gegenstaende
DE2643674C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Aufreißlaschen o.dgl. nebst Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens
DE2747382A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung hohler, mit flanschen versehener gegenstaende
DE102009030069A1 (de) Vorrichtung zum Prägen von insbesondere Kragen einer Klappschachtel für Zigaretten
DE102018008119A1 (de) Aus einer folie thermogeformter behälter, verwendung eines verfahrens zum thermoformen einer folie, verwendung eines formwerkzeugs
WO1996000169A1 (de) Stapelbarer, dünnwandiger behälter
DE69720660T2 (de) Gegenstand bestehend aus einem Formteil und einem eingelegten dekorativen Element und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2123472A1 (de) Unter Anwendung von Spritzguß hergestellter Behälter sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP4667375A1 (de) Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material
EP4667373A1 (de) Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material
EP4667374A1 (de) Dreidimensionales formteil aus faserhaltigem material und formwerkzeug zur herstellung von formteilen aus faserhaltigem material
EP4434720B1 (de) Formwerkzeug zur herstellung von formteilen und verfahren zur herstellung von formteilen unter verwendung eines formwerkzeugs
WO2025103563A1 (de) Technik zur formung von dreidimensionalen artikeln aus biomaterial
DE2406349B2 (de) Behälterdeckel mit einer von Hand abreißbaren Eindrücklasche und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102023131387A1 (de) Formwerkzeug zur Herstellung eines Deckels aus faserhaltigem Material und Deckel aus faserhaltigem Material
DE8405035U1 (de) Vorrichtung zum formen, insbesondere thermoformen von duennwandigen behaelterdeckeln
DE102010009800B3 (de) Verfahren zum Hochgenauigkeitskalibrieren eines Bauteils
DE102024121178A1 (de) Verfahren und Formwerkzeug zum Einbringen mindestens einer Öffnung in einen Formkörper aus einem faserhaltigen Material und Formkörper
EP4553223A1 (de) Verfahren zum formen von erzeugnissen aus faserhaltigem material und formeinrichtung
DE102024113900A1 (de) Verfahren und Werkzeug zur Herstellung einer durchbrechbaren Schwachstelle in Formkörpern aus faserhaltigem Material und Formkörper aus faserhaltigem Material mit einer durchbrechbaren Schwachstelle
DE8502410U1 (de) Kartonzuschnitt zur Bildung einer Faltschachtel
DE112024000551T5 (de) Biegebearbeitungsartikel eines fasergussformartikels und verfahren zum herstellen desselben
EP4667376A1 (de) Dreidimensionaler formkörper und verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen formkörpers aus faserhaltigem material
DE102024117134A1 (de) Flächenabschnitt aus faserhaltigem Material, Verfahren zur Herstellung eines Flächenabschnitts und Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Formteilen aus einem Flächenabschnitt
EP4667377A1 (de) Dreidimensionaler formkörper und verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen formkörpers aus faserhaltigem material

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR