SE2151179A1 - Fiberbaserad förpackningskapsel samt en metod att pressforma densamma - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en fiberkapsel samt en metod att formpressa en fiberbaserad förpackningskapsel, innefattande stegen:en råkapsel (1A) av en löst sammanhållen fibermatta formas, vilken kapsel har en öppning (10A),råkapseln (1A) av den löst sammanhållna fibermattan positioners på insidan av en huvudsakligen stel form (2) med inre ytor (20, 21, 22, 23) som bestämmer den fiberbaserad förpackningskapselns formpressade yttre ytor,den löst sammanhållna fibermattan formpressas genom att undertryck omformningsbart pressdon (3, 4) införs genom nämnda öppning (10), nämnda pressdon (3, 4) trycksätts vid en temperatur om 150-250 grader C°, företrädesvis 160-200 grader C, och med ett tryck på 100-5000 bar, företrädesvis 300-1200 bar, varvid pressformning sker genom att det omformningsbara pressdonet (3, 4) omformas och insidan av kapseln (1) trycksätts mot den stela formens inre ytor (20, 21, 22, 23) så att en sammanhållen fiberbaserad förpackningskapsel (IB) erhålls.

Description

TITEL: FIBERBASERAD FÖRPACKNINGSKAPSEL SAMT EN l\/IETOD ATT PRESSFORl\/IA DENSAMMA.

TEKNISKT OMRÅDE Föreliggande uppfinning avser en metod att forma en fiberbaserad förpackningskapsel samt även en Fiberbaserad förpackningskapsel.

TEKNISK BAKGRUND En fiberprodukt kan tillverkas genom pressning av en matta eller ett ark av fibrer. Typiskt en kombination av naturliga fibrer (till exempel massafibrerfrån trä), syntetiska fibrer (till exempel polyolifin baserade fibrer) och andra tillsatser så som bindemedel eller färg. Typiska processförhållanden är 150-250 C och tryck 100-10000 bar (200- 2000 Bar). Fukthalt typiskt mindre än 20% vatten. Fiberprodukten kan utgöras av en ihålig produkt till exempel en förpackning eller en förslutning. Produkter kan formas från en bana av materialet och stansas/skäras i samband med formning. Typiskt skärs till exempel en rondell för att forma en rund förpackning.

Formningen sker typiskt med två verktyg där både det yttre verktyget, dynan, och det inre verktyget, stämpeln kan bestå av flera delar för att möjliggöra utmatning av den färdiga produkten. Typiskt öppnas dynan medan stämpel kollapsas. Stämpeln, delar av stämpeln eller delar av dynan kan också utgöras av ett kompressibelt material vilket möjliggör att verktygsmaterialet omformas under kom pressionen.

En kapsel kan formas genom att en form kläs helt eller delvis invändigt med ett löst sammanhållet fibermaterial. Fibermaterialet kan draperas in iformen eller föras in i formen i en form, till exempel rullat som en cylinder. Formen kan vara sluten eller delvis öppen när materialet förs in. Exempel på ovan beskrivna kända metoder visasi EP 3 736 099 och WO 2020/ Kända metoder uppvisar emellertid vissa nackdelar, bl.a. i det att verktygen är tämligen komplexa och därför dyra.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser en ny metod att forma en fiberbaserad förpackningskapsel som åtminstone till del löser problem med existerande metoder, i enlighet med vad som definieras i patentkrav 1 respektive en fiberbaserad förpackningskapsel enligt patentkrav.

Tack vare uppfinningen kan relativt enkla verktyg användas för att forma en fiberbaserad förpackningskapsel erhållas vilket möjliggör hög kvalitet och kostnadseffektiv tillverkning.

Många fördelar kan åstadkommas genom att införa ett elastiskt formbart material i ett hålrum som bildas av en råkapsel. Materialet är företrädesvis en elastisk polymer eller ett gummimaterial. Det formbara materialet trycksätts sedan i formen med en sådan kraft att det utsätts för ett högt tryck på flera eller tiotals hundra bar. Formen och/eller materialet har företrädesvis en temperatur på 150-250 grader. Fibermaterialet har företrädesvis en fukthalt mellan 3 och 20%. Företrädesvis används en hålltid på 0,10-5 s för att omforma den löst sammanhållna råkapseln till en väl sammansatt, stel fiberkapsel, vars fibermaterial företrädesvis har en densitet på mellan 0,5-1,5 g/cm FIGURBESKRIVNING I det följande kommer uppfinningen beskrivas med hänvisning till ett föredraget specifikt utföringsexempel av en metod enligt uppfinningen genom att schematiskt, stegvis beskriva tillverkning av det specifika föredragna exemplet, där: Fig 1 visar en råkapsel, Fig. 2 visar råkapseln fylld med en mängd omformningsbara tryckfördelande delorgan och ett genom kapselns öppning till del infört trycksättande del, Fig. 3 Visar att råkapseln positionerats inuti en expanderad stel form, Fig. 4 visar att den stela formen slutits och att trycksättning skett genom trycksättning medelst den trycksättande delen, Fig. 5 visar en färdigformad fiberkapsel, urdragen trycksättande del och inuti fiberkapseln kvarvarande tryckfördelande delorgan, Fig. 6 visar att de tryckfördelande delorganen förs ut ur fiberkapseln medelst gravitation.

DETALJBESKRIVNING I figurerna 1-6 visas ett föredraget specialfall för användning av metoden enligt uppfinningen, nämligen ett specialfall där den önskade fiberkapselns öppning 1OB är för liten för att kunna föra in ett sammanhållet omformningsbart pressdon av nödvändig storlek, innebärande att det elastiska materialet i ett dylikt sammanhållet omformningsbart pressdon vid formpressningsoperationen inte med tillräckligt tryck kan fylla ut och trycksätta hela det hålrum som behöver trycksättas.

I figurerna 1-6 visas schematiskt att ovan problem enkelt låter sig lösas med en metod enligt uppfinningen, varvid en råkapsel 1A genom dess öppning 10A tillförs en flertal, av mindre storlek, omformningsbara delorgan 40 av elastiska materialet föras, företrädes vis i form av granuler, innan formningsverktyg 2 pressas samman och trycksätts. Efter formningsoperationen och efter att förpackningskapseln 1B tagits ur formningsverktyget 2 kan dessa granuler tömmas eller på annat sätt föras ur den formade kapseln via öppningen 1OB. Formningen av ovan specialfall består i stort då av sex steg: 1. Ett löst sammanhållna fibermaterialet förformas till en cylinder eller liknade, företrädesvis så att en råkapsel 1A med botten 11A, cylindriska sidoväggar 12A och en öppning 10A bildas, se Fig. 2. Råkapseln 1A fylls helt eller delvis med granuler 40 (vilken kan ske före eller efter att formningsverktyget 2 slutit), vilka utgör en tryckfördelande del 4, se Fig. 2. Dessa granuler 40 är då med fördel uppvärmda till 150-250 grader. Granulernas yta är med fördel utformade så att de inte klibbar samman under tryck, till exempel genom en beläggning.

Formningsverktyget 2 sluts, se Fig 3 och 4. Den är då med fördel uppvärmd till 150-250 grader.

Formningsverktyget 2 trycksätt genom att en trycksättande del 3 förs ner i det slutna formningsverktyget 2 och tränger då undan luft och granuler 40 så att de senare omformas och kommer att utgöra en väsentligen solid trycksatt volym, se Fig. 4. Den trycksättande delen 3 kan med fördel, men behöver inte, utgöras av ett elastiskt formbart material och därigenom trycksätta den övre delen av kapselns väggar och/eller öppning. På detta sätt kan utskjutande delar 14B bildas upptill, till exempel krage och/eller gängor formas. Formningsverktyget 2 utgörs företrädesvis av åtminstone två isärtagbara delar 2A, 2B och formar tillsammans en botten 21, sidoväggar 22, 23 (därförsta sidoväggar 22 och andra sidoväggar 23 (eller fler) lämpligen har olika utformningar) och en öppning Trycket lättas på formningsverktyget 2 genom att den trycksättande delen 3 avlastas och förs ut genom öppningen l0B av den formade förpackningskapseln 1B, se Fig. 5. Granulerna 40 i förpackningskapseln 1B återgår då till sin tidigare form eller en form som liknar den tidigare formen.

Granulerna 40 förs ut ur förpackningskapseln 1B , företrädesvis genom att denna vänds upp och ned , se Fig. 6. Det inses att Granulerna 40 kan föras ut på annat sätt, t.ex sugas ut med undertryck. Utflödet kan med fördel kombineras/underlättas med skakningar och/eller vibrationer.

Enligt en mer generell princip för uppfinningen gäller att metoden innefattande stegen: en råkapsel 1A av en löst sammanhållen fibermatta formas, vilken kapsel har en öppning 10A, råkapseln 1A av den löst sammanhållna fibermattan positioners på insidan av ett huvudsakligen stelt formningsverktyg 2 med inre ytor 21, 22, 23, 24 som bestämmer den fiberbaserad förpackningskapselns formpressade yttre ytor, - den löst sammanhållna fibermattan formpressas genom att under tryck omformningsbart pressdon 3, 4 trycksätts via nämnda öppning 10A, - nämnda pressdon 3, 4 trycksätts vid en temperatur om 150-250 grader C°, företrädesvis 160-200 grader C, och med ett tryck på 100-5000 bar, företrädesvis 300-1200 bar, varvid pressformning sker genom att det omformningsbara pressdonet 3, 4 omformas och insidan av kapseln 1 trycksätts mot den stela formens inre ytor 20, 21, 22, 23 så att en sammanhållen fiberbaserad förpackningskapsel 1B erhålls.

Det inses att det grundläggande konceptet för uppfinningen inte är begränsat till framställning av förpackningskapslar 1B i enlighet med det föredragna exempel som visas ovan, utan att många variationer kan föreligga, såsom exempelvis att metoden även kan nyttjas för att tillverka förpackningskapslar 1B med större öppning 10B än sidoytornas 12B största breddmått D Företrädesvis utgörs nämnda pressdon 3,4 av flera icke sammansatta delar innefattande en huvudsakligen trycksättande första del 3 och en andra huvudsakligen tryckfördelande del 4, varvid åtminstone nämnda andra del 4 är åtminstone till del omformningsbar, varvid mer föredraget nämnda andra del 4 innefattar ett flertal från varandra fria och fria från nämnda första del 3 omformningsbara delorgan 40, vilka företrädesvis återanvänds i åtminstone en ytterligare formningsoperation.

De omformningsbara delorganen 40 är lämpligen i storleksintervallet 1-20 mm och företrädesvis med ytor som inte klibbar samman, t.ex. medelst en ytbeläggning. Företrädesvis utgörs de omformningsbara delorganen 40 av en syntetisk eller naturlig polymer och/eller av gummi, lämpligen med en hårdhet i intervallet 10-100 Shore A. Det är föredraget att de omformningsbara delorganen 40 har ett största breddmått D40 som är mindre än minsta breddmått d av nämnda öppning 10 av nämnda förpackningskapsel 1B, företrädesvis åtminstone 50% mindre, mer fördraget åtminstone 20% mindre, mest föredraget åtminstone 10% mindre.

I enlighet med vad som visas i Fig- 1-6 kan med fördel nämnda öppning 10B ha ett största breddmått d som är väsentligt mindre än förpackningskapselns 1B största breddmått D12, innebärande att, en förslutningsbar öppning 10B kan anordnas som har väsentligt mindre största breddmått d än förpackningskapselns största breddmått D12, vilket är en stor fördel, och detta utan att behöva nyttja speciellt komplexa verktyg. Tack vare uppfinningen kan relativt enkelt med hög kvalitet tillverkas fiberkapslar med mycket varierande former och med en inre yta som uppvisar ett flertal av omformningsbara delorgan 40 formpressade delytor.

Claims (1)

1. Metod att formpressa en fiberbaserad förpackníngskapsel, innefattande stegen: en råkapsel (1A) av en löst sammanhållen fibermatta formas, vilken kapsel har en öppning (10A), råkapseln (1A) av den löst sammanhållna fibermattan positioners på insidan av en huvudsakligen stel form (2) med inre ytor (20, 21, 22, 23) som bestämmer den fiberbaserad förpackningskapselns formpressade yttre ytor, den löst sammanhållna fibermattan formpressas genom att under tryck omformningsbart pressdon (3, 4) införs genom nämnda öppning (10), nämnda pressdon (3, 4) trycksätts vid en temperatur om 150-250 grader C°, företrädesvis 160-200 grader C, och med ett tryck på 100-5000 bar, företrädesvis 300-1200 bar, varvid pressformning sker genom att det omformningsbara pressdonet (3, 4) omformas och insidan av kapseln (1) trycksätts mot den stela formens inre ytor (20, 21, 22, 23) så att en sammanhållen fiberbaserad förpackníngskapsel (1B) erhålls. Metod enligt krav 1, varvid pressdonet (3, 4) utgörs av flera icke sammansatta delar innefattande en huvudsakligen trycksättande första del (3) och en andra huvudsakligen tryckfördelande del (4), varvid åtminstone nämnda andra del (4) är åtminstone till del omformningsbar. Metod enligt krav 2, varvid nämnda andra del (4) innefattar ett flertal från varandra fria omformningsbara delorgan (40) och fria från nämnda första del (3), varvid företrädesvis nämnda omformningsbara delorgan (40) återanvänds i åtminstone en ytterligare formningsoperation. Metod enligt krav 3, varvid nämnda omformningsbara delorgan (40) ärí storleksintervallet 0,5-20 mm, företrädesvis 1-10 mm. Metod enligt krav 3 eller 4, varvid nämnda omformningsbara delorgan (40) utgörs av en syntetisk eller naturlig polymer och/eller av gummi, företrädesvis genom att ha en hårdhet i intervallet 10-100 Shore A, mer fördraget åtminstone 30 Shore A. Metod enligt krav 3,4 eller 5, varvid nämnda omformningsbara delorgan (40) anordnas med ytor som inte klibbar samman. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda omformningsbara delorgan (40) har ett största breddmått (D) som är mindre än minsta breddmått (d) av nämnda öppning (10) av nämnda förpackningskapsel (1B). Metod enligt krav 7, varvid nämnda omformningsbara delorgan (40) åtminstone till del förs ut genom nämnda öppning (10) av förpackningskapseln (1B) medelst gravitation. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda öppning (1OB) har ett största breddmått (d) som är mindre än förpackningskapseln (1B) största breddmått (D12). Metod enligt krav 9, varvid nämnda öppnings (1OB) största breddmått (d) är mindre än häften av förpackningskapseln (1B) största breddmått (D12). Metod enligt något av ovanstående krav, varvid formas av en löst sammanhållen fibermatta som till största delen består av naturliga fibrer. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda råkapsel (1A) formas av en fibermatta som till största delen består av naturliga fibrerfrån träd. Metod enligt krav 12, varvid nämnda råkapsel (1A) formas av en löst sammanhållen fibermatta som innehåller bindemedel, vilket bindemedel företrädesvis utgörs av en naturlig eller syntetisk polymer. En fiberkapsel, kännetecknad av att dess inre yta uppvisar ett flertal av omformningsbara delorgan (40) formpressade delytor. En fiberkapsel framställd med en metod enligt krav 1, kännetecknad av att fiberkapselns öppning (1OB) har ett största breddmått (d) som är mindre än förpackningskapseln (1B) största breddmått (D12), varvid företrädesvis nämnda öppning (1OB) har ett största breddmått (d) som är mindre än hälften av förpackningskapselns (1B) största breddmått (D12). En fiberkapsel framställd med en metod enligt krav 1, kännetecknad av att området vid fiberkapselns öppning (1OB) utformas med åtminstone en radiellt utåt utskjutande del (14B), företrädesvis i form av en gänga.