DE4424936A1 - Pulpepreßform und Herstellungsverfahren für diese und geformter Pulpeartikel und Herstellungsverfahren für diesen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form zum Preßformen von Pulpeartikeln, z. B. Verpackungsmaterial oder ähnlichem und ein Herstellungsverfahren für diese sowie einen geformten Pulpeartikel und ein Herstellungsverfahren für diesen.

Geformte Pulpeartikel können in zwei Arten unterteilt werden, weiche Formartikel und harte Formartikel entsprechend dem Herstellungsverfahren für diese.

(a) Weiche Formartikel

Grundsätzlich werden weiche Formartikel für Verpackungsmaterial für Eier, Gemüse und Früchte, Industriegüter und ähnliches verwendet und besitzen eine Dicke von 1,5 mm bis 3 mm. Die Bedeutung der Formartikel, die durch ein Pulpepreßverfahren hergestellt werden, bei welchen Papier als Hauptrohmaterial verwendet wird, steigt vom Gesichtspunkt der Wiederverwendung von Abfallprodukten, verglichen mit herkömmlichem Umhüllungsmaterial, das aus geschäumten Kunststoff besteht, an.

Bei der Herstellung der Formartikel, die durch ein solches Pulpepreßverfahren (Weichpressen) hergestellt werden, wird das mit Wasser verdünnte Rohmaterial, das aufgelöstes Altpapier enthält, beispielsweise eine wäßrige Aufschlämmung aus Pulpe, in einen Behälter gegeben. Eine Preßanordnung, die eine Metallpreßform mit mehreren Durchgangsbohrungen zum Ansaugen sowie ein die Metallpreßform bedeckendes Sieb umfaßt, wird in das verdünnte Rohmaterial eingetaucht. Die Metallpreßform besteht aus Aluminium, Rotguß oder ähnlichem. Anschließend wird durch die Durchgangsbohrungen zum Ansaugen der Gußform von der Innenseite der Preßanordnung Vakuumansaugung und Entwässerung durchgeführt, so daß die in dem Rohmaterial enthaltenen Pulpefasern auf dem Metallsieb abgelagert werden. Folglich erhält man einen geformten Pulpeartikel, der Wasser enthält. Der geformte Pulpeartikel wird aus der Preßanordnung herausgenommen und getrocknet und somit erhält man einen fertigen Artikel. Die Form des Artikels kann durch eine Presse eingestellt werden, wenn dies notwendig ist.

(b) Harte Formartikel

Harte Formartikel, die "Tex" genannt werden, werden grundsätzlich als Verpackungsmaterial, als Polstermaterial oder als Befestigungsmaterial für schwere Güter, beispielsweise Motoren, Autoteile, elektrische Haushaltsgeräte, Toiletten und ähnliches verwendet und besitzen eine Dicke von 10 bis 15 mm. Das Herstellungsverfahren für harte Formartikel unterscheidet sich von dem der weichen Formartikel wie folgt. Das Herstellungsverfahren für die harten Formartikel (Hartformen) umfaßt die folgenden Schritte: Vorsehen zweier Preßformen in einer vertikalen Anordnung in einem Behälter, wobei jede eine Konstruktion aufweist, die ähnlich zu derjenigen ist, welche für weiche Formartikel verwendet wird; Zuführen einer verdünnten Suspension aus Rohmaterial zwischen die beiden Formen, die eine höhere Konzentration als die des Weichformens besitzt, und Pressen, um die Suspension durch die beiden Formen zu entwässern, so daß Pulpefasern in dem Rohmaterial auf einem Metallsieb abgelagert werden, das an jeder Form vorgesehen ist. Anschließend wird der geformte Pulpeartikel von der Oberfläche der Preßanordnung herausgenommen und getrocknet und somit erhält man ein fertiges Produkt, ähnlich zu dem Verfahren des weichen Formens.

Eine herkömmliche Formanordnung 1 für Pulpeartikel weist eine Konstruktion auf, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Das heißt, die Formanordnung 1 umfaßt einen Formkörper 10 zum Festlegen der Form eines Pulpeartikels und ein Sieb 20 ist nahe bei der Oberfläche des Formkörpers 10 vorgesehen. Die rückwärtige Umfangsfläche des Formkörpers 10 ist auf einem Untersatz 30 befestigt. Der Untersatz 30 und der Formkörper 10 bilden in ihrem Inneren ein Plenum. Der Untersatz 30 besitzt eine Evakuierungsöffnung 31 zum Evakuieren von Luft aus dem Plenum 40 durch Vakuumansaugung.

Fig. 6 zeigt einen Zustand, in dem ein geformter Pulpeartikel hergestellt wird. Der Formkörper 10 mit dem Metallsieb 20 darauf ist in eine verdünnte Suspension 70 aus Rohmaterial in einem Behälter 60 eingetaucht. Anschließend werden Pulpefasern in dem Rohmaterial auf dem Metallsieb 20 abgelegt, um ein geformtes Pulpeprodukt 50 zu bilden, und zwar durch Vakuumansaugung, wie durch die Pfeile (A) und (B) dargestellt oder durch Pressen, um die Suspension von Pulpefasern durch zwei Formen zu entwässern, die vorgesehen sind, um die Suspension vertikal dazwischenzulegen. Der geformte Pulpeartikel 50 wird aus dem Sieb 20 herausgenommen und getrocknet und somit erhält man einen fertigen Artikel.

Wie oben beschrieben, erfordert die Herstellung des Formkörpers 10 das Fräsen einer Metallgußform, beispielsweise aus Aluminium, aus Rotguß oder ähnlichem und das Ausbilden einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 11 für eine Ansaugung in dem Formkörper 10 mittels eines Bohrers. Anschließend muß die Fläche des Formkörpers 10 mit dem Sieb bedeckt werden, welches eine Maschengröße von 40 bis 80 aufweist.

Da die Form des Formartikels grundsätzlich komplex ist, ist es häufig schwierig, eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen zum Ansaugen in der Form mit einer komplexen Formgebung auszubilden. Ferner ist es durch eine solche komplexe Formgebung der Form häufig nicht möglich, das Sieb 20 nahe genug an der Form vorzusehen. In einem solchen Fall werden mehrere kleine Metallgußformen hergestellt, wobei sich auf jeder ein kleines Sieb 20 befindet, und mehrere Durchgangsbohrungen werden in jeder Metallgußform ausgebildet. Anschließend werden diese Metallgußformen mit Sieben darauf miteinander kombiniert, so daß eine vollständige Pulpepreßform 1 gebildet ist.

Die Arbeit zum Befestigen des Siebes 20 auf der Form nach dem Bohren ist eine manuelle Tätigkeit, die große Routine benötigt. Ein solches Sieb 20 wird häufig durch wiederholtes Ansaugen oder Druckanlegen zerstört. Die Arbeit zum Reparieren des Siebes benötigt viel Zeit. Vorzugsweise wird als Material für das Sieb 20 eine Art Edelstahl verwendet, der äußerst korrosionsbeständig ist und eine hohe Festigkeit besitzt. Jedoch besitzt Edelstahl das Problem, daß er schwer zu verarbeiten ist. Um das Edelstahlsieb an dem Formkörper 10 zu befestigen, werden feine Drähte zum Festbinden desselben von der Rückseite des Formkörpers 10 her und ähnliches benötigt, und eine solche Arbeit benötigt viel Zeit.

Wie oben beschrieben wurde, benötigen die komplizierten Schritte zum Herstellen der Pulpepreßform 1 nicht nur höhere Herstellungskosten, sondern auch viel Zeit zur Herstellung. Für eine solche Pulpepreßform 1 mit mehreren Durchgangsbohrungen wird oft eine Kupferlegierungsgußform verwendet. Es ist jedoch schwierig, die Gußform 1 durch eine andere zu ersetzen, da die Kupferlegierungsgußform sehr schwer ist.

Es wurde eine Pulpepreßform als Spezialpulpepreßform, die kein Sieb benötigt, entwickelt, welche einen gesinterten Körper aus Metallpulver oder einen verfestigten Körper aus Keramikpulver enthält, welcher eine Vielzahl von dünnen Durchgangsöffnungen enthält. Da fast jede dünne Durchgangsöffnung innerhalb der Preßform nicht gerade verläuft, werden diese Öffnungen leicht mit Fasern aus Rohmaterial verstopft. Folglich ist es schwierig, die Pulpepreßform kontinuierlich zu betreiben. Gegenwärtig wurde eine solche Preßform nur als Versuch oder für einen Prototypen verwendet.

Wie oben beschrieben, besitzen die herkömmlichen Pulpepreßformen eine Vielzahl von Problemen bezogen auf die Herstellungskosten, die Lieferzeit, die Anforderungen an die Befähigung eines Arbeiters, welcher ein Sieb befestigt, die Wartung des Siebes 20 und ähnliches. Bei den herkömmlichen Formen ist es schwierig, geformte Pulpeartikel in kurzer Zeit und mit niedrigen Kosten zu liefern. Dies ist einer der Gründe, daß die Entwicklung von geformten Pulpeartikeln, die recycelbare Artikel sind und Papier als Rohmaterial verwenden, in der Verpackungsindustrie langsam vorangeht, welche angesichts des Umweltschutzes vermehrt im Vordergrund steht. Wenn eine solche Pulpepreßform 1 verwendet wird, wird ein Abdruck des Metallsiebs 20 an der Oberfläche der geformten Pulpeartikel ausgebildet. Deshalb war bislang die Beschaffenheit der Oberfläche der erzielten, geformten Pulpeartikel nicht gut.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme entwickelt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pulpepreßform mit wenig Gewicht zu schaffen, bei der nicht durch einen erfahrenen Arbeiter ein Sieb befestigt werden muß, die in kurzen Zeitabständen geformte Pulpeartikel zur Verfügung stellen kann, die eine vereinfachte Wartung besitzt und die Arbeitseffizienz verbessert, sowie ein Herstellungsverfahren für diese zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geformten Pulpeartikel mit einer glatten Oberfläche durch Verwenden der Pulpepreßform mit den oben beschriebenen Vorteilen zu schaffen, und ein Herstellungsverfahren für diesen zu schaffen.

Um die oben beschriebenen Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, haben die Erfinder herausgefunden, daß eine Ansaugung der Pulpefasern auf der Pulpepreßform in einer Suspension kontinuierlich ohne Verstopfen durchgeführt werden kann, sogar wenn kein Sieb vorgesehen ist. Die Erfinder führten weitere Studien durch und gelangten dann zur vorliegenden Erfindung. Das Ausbilden eines Behälters oder Polstermaterials zum Verpacken von Gütern mit unregelmäßiger Formgebung, wie beispielsweise Gemüse und Früchte, benötigt eine Pulpepreßform mit einer komplexen Formgebung. Es hat sich herausgestellt, daß das Ausbilden einer solchen komplexen Formgebung durch superplastisches Deformieren eines superplastischen Materials leicht möglich ist. Insbesondere bei Verwendung von Edelstahl als ein solches superplastisches Material erhält man eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Festigkeit.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der oben beschriebenen Kenntnisse gemacht. Deshalb weist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Pulpepreßform eine Platte auf, mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche, wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Durchgangsbohrungen nicht kleiner als 0,05 mm und nicht größer als 2 mm. Die Platte kann mehrere Plattenteile aufweisen, die miteinander zu einem Körper kombiniert sind, wobei jedes der Plattenteile mehrere lineare Durchgangsbohrungen aufweist. Ferner kann die Platte eine Platte aus superplastischem Material sein, die superplastisch deformiert wurde.

Der Grund, warum der Durchmesser der in der Pulpepreßform ausgebildeten Durchgangsbohrungen nicht mehr als 2 mm beträgt, ist der, daß im Falle, daß der Durchmesser größer als die obere Grenze ist, in der Suspension enthaltene Pulpefasern durch die Durchgangsbohrungen gelangen, so daß es schwierig ist, geformte Pulpeartikel mit einer gleichmäßigen und ausreichenden Festigkeit zu erhalten. Eine Befestigung der unteren Grenze des Durchmessers der Durchgangsbohrungen ist insbesondere nicht erforderlich. Um jedoch eine Saugkraft zu erhalten, die zum Formen eines Formproduktes mit einer zufriedenstellenden Festigkeit bei einer ordnungsgemäßen Formgeschwindigkeit zu erhalten, ist der Durchmesser der Durchgangsbohrungen vorzugsweise nicht kleiner als 0,05 mm.

Der Grund, warum der Abstand der Durchgangsbohrungen nicht kleiner als 0,05 mm und nicht mehr als 2 mm beträgt, ist der, daß im Falle, daß der Abstand größer als die obere Grenze ist, Pulpefasern, die auf der Preßform angesaugt werden, nicht miteinander verbunden werden, so daß es schwierig ist, einen geformten Pulpeartikel zu bilden. Wenn der Abstand geringer ist als die untere Grenze, ist die Festigkeit der Pulpepreßform zu niedrig, um die Form praktisch zu verwenden.

Der Grund, warum das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zur sichtbaren Fläche der vorderen oder hinteren Oberfläche der Platte (nachfolgend als Lochflächenverhältnis bezeichnet) nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt, ist der folgende. Das maximale Lochflächenverhältnis wird erzielt, wenn die Durchgangsbohrungen den maximalen Durchmesser von 2,0 mm besitzen und der minimale Abstand der Durchgangsbohrungen 0,05 mm beträgt. In diesem Fall ist das maximale Lochflächenverhältnis 75%. Um andererseits die Pulpeartikel stabil zu pressen, ist es erforderlich, daß der Abstand der Durchgangsbohrungen nicht größer als dreimal der Durchmesser derselben ist. Wenn der Abstand der Durchgangsbohrungen nicht mehr als dreimal ihr Durchmesser ist, beträgt das Lochflächenverhältnis 8,8%.

Die oben beschriebene, sichtbare Fläche bedeutet die gesamte Fläche des freiliegenden Abschnitts der Preßform, d. h. des wesentlichen Abschnitts zwischen den Bohrungen der Pulpepreßform zuzüglich der Fläche der offenen Abschnitte der Durchgangsbohrungen, d. h. der aufgrund der Bohrungen nicht vorhandenen Abschnitte.

Um eine Pulpepreßform mit Löchern mit dem oben beschriebenen Durchmesserabstand herzustellen, werden mehrere Plattenstücke mit richtiger Größe vorbereitet. Vorab werden an jedem Plattenstück mehrere Durchgangsbohrungen durch das bekannte Bohren, z. B. Stanzen, Laserbearbeiten, Elektronenstrahlbearbeiten oder ähnliches, ausgebildet. Diese Plattenstücke werden miteinander durch Schweißen oder ähnliches zu einem Körper vereinigt. Das Verschweißen bildet zwischen den kombinierten Plattenstücken der Form Schweißnähte. Das Ausbilden solcher Schweißnähte stellt kein Problem dar, solange die Breite der Schweißraupe größer ist als die übliche und solange die Schweißraupe begrenzt ist. Die Verbindung zwischen diesen Plattenstücken kann nicht nur durch Schweißen, sondern auch durch jede andere Art, beispielsweise durch ein Klebematerial, erfolgen, solange eine in der Praxis ausreichende Festigkeit erzielt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen einer Pulpepreßform mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche, wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt, die folgenden Schritte:

Anordnen einer ersten Platte aus superplastischem Material, die eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen aufweist, auf einer Preßform mit einem Hohlraum, welcher eine Form besitzt, die komplementär zu dem der auszubildenden Pulpepreßform ist;
Anordnen einer zweiten Platte aus superplastischem Material, die keine Durchgangsbohrungen aufweist, auf der ersten Platte aus superplastischem Material, um die linearen Durchgangsbohrungen der ersten Platte zu verschließen; und Beaufschlagen der zweiten Platte aus superplastischem Material von oben mit einem Formdruck, so daß die erste und zweite Platte aus superplastischem Material deformiert werden, wodurch die erste Platte an den Hohlraum der Preßform gedrückt wird, um die Form der Pulpepreßform zu bilden.

Die Herstellung der Pulpepreßform mittels superplastischem Formen wird durch Anordnen einer zweiten Platte aus superplastischem Material, die keine Durchgangsbohrungen aufweist, auf der ersten Platte aus superplastischem Material, die vorab eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen enthält, durchgeführt. Obwohl ein Formverfahren zum Herstellen der Pulpepreßform nicht vorgeschrieben ist, ist das Gasstromformverfahren, welches zum Formen einen Gasdruck verwendet, bevorzugt.

Der Grund, warum die zweite Platte aus superplastischem Material auf der ersten Platte aus superplastischem Material angeordnet wird, ist wie folgt.

Wenn das Gasstromformverfahren durchgeführt wird, wobei nur die erste Platte aus superplastischem Material verwendet wird, ohne daß die zweite Platte aus superplastischem Material auf dieser angeordnet wird, strömen die Gase zum Beaufschlagen eines Formdruckes durch die Durchgangsbohrungen, so daß der Gasdruck nicht effektiv auf die erste Platte aus superplastischem Material aufgebracht werden kann. Deshalb ist es notwendig, die Durchgangsbohrungen durch die zweite Platte aus superplastischem Material zu verschließen. Es ist notwendig, daß die Durchgangsöffnungen durch die zweite Platte aus superplastischem Material verschlossen werden, bis die Deformation der ersten Platte aus superplastischem Material beendet ist. Deshalb muß die zweite Platte ebenfalls aus superplastischem Material sein.

Es ist auch möglich, den Umfang der überlappenden ersten und zweiten Platten aus superplastischem Material an der Preßform zu fixieren. Es ist ebenfalls möglich, lediglich den Umfang der zweite Platte aus superplastischem Material an der Preßform zu fixieren, so daß die erste Platte aus superplastischem Material unabhängig von einer solchen Fixierung ist. Wenn die erste Platte aus superplastischem Material nicht fixiert ist, wird die zweite Platte aus superplastischem Material durch den angelegten Gasdruck deformiert. Die Deformation der zweiten Platte aus superplastischem Material wird auf die erste Platte aus superplastischem Material übertragen. Folglich wird die erste Platte aus superplastischem Material auf die Preßform gedrückt, so daß eine Pulpepreßform aus der ersten Platte aus superplastischem Material gebildet wird. Während des Formens wird Luft oder ähnliches aus dem Hohlraum der Preßform evakuiert. Vorzugsweise kann die Luft durch ein Inertgas ersetzt werden, um eine Oxidation der ersten Platte aus superplastischem Material zu verhindern und eine Pulpepreßform mit einem guten Oberflächenzustand zu erhalten. Nach einem solchen superplastischen Formen kann die Oberfläche der geformten Pulpepreßform durch Einsatz einer Säure oder durch mechanisches Schleifen gesäubert werden, um oxidierten Zunder zu entfernen, der sich auf der Pulpepreßform ausgebildet hat.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Pulpeartikel durch Verwenden der oben beschriebenen Pulpepreßform geformt und die Oberfläche des Pulpeartikels, die mit der Preßform in Berührung stand, ist glatt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zum Herstellen eines Pulpeproduktes die folgenden Schritte: Eintauchen der oben beschriebenen Pulpepreßform in eine Suspension aus Pulpefasern; und anschließendes Anlegen einer Vakuumansaugung an die Innenseite der Pulpepreßform, wodurch ein Pulpeartikel mit glatten Oberflächen, die mit der Pulpepreßform in Berührung stehen, auf der Preßform geformt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zum Herstellen eines Pulpeartikels die folgenden Schritte: Eintauchen der oben beschriebenen Pulpepreßform in eine Suspension aus Pulpefasern; und anschließendes Pressen, um die Suspension aus Pulpefasern durch zwei Pulpepreßformen zu entwässern, die vorgesehen sind, um die Suspension vertikal oder horizontal zwischen sich aufzunehmen, wodurch ein Pulpeartikel mit glatten Oberflächen, die mit den beiden Pulpepreßformen in Berührung stehen, auf den Preßformen geformt wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Platte mit mehreren Durchgangsbohrungen als Pulpepreßform ohne Sieb zu verwenden. Deshalb ist es möglich, eine Pulpepreßform zu schaffen, die ein geringes Gewicht aufweist und wartungsfrei ist und die kein Sieb besitzt, um Pulpeartikel zu formen, welche die Probleme der herkömmlichen Pulpepreßform beseitigen. Ferner ist es möglich, die Lieferzeit für die Preßform zu verkürzen, deren Herstellungskosten zu verringern und deren Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Der Zustand der Oberfläche des geformten Pulpeartikels, der durch Verwenden einer solchen Preßform geformt wird, ist glatt, da die Preßform kein Sieb besitzt.

Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen genauer hervorgehen, wobei die Zeichnungen lediglich der besseren Darstellung dienen und die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Querschnittsansicht einer Pulpepreßform gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie einen geformten Pulpeartikel, der durch Verwenden der Preßform geformt wurde;

Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht einer Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen geformten Pulpeartikel, der durch Verwenden der Preßform geformt wurde;

Fig. 3 eine Darstellung, welche ein Herstellungsverfahren für die Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform verdeutlicht und einen Zustand der Preßform zeigt, in welchem eine Platte aus superplastischem Material vor dem Formen auf einer Preßform angeordnet wird;

Fig. 4 eine Darstellung, welche ein Herstellungsverfahren für eine Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform erläutert und einen Zustand der Preßform zeigt, bei dem nach dem Formen eine Platte aus superplastischem Material auf der Preßform angeordnet ist;

Fig. 5 eine vertikale Querschnittsansicht einer herkömmlichen Pulpepreßform; und

Fig. 6 eine Darstellung, welche ein Verfahren zum Formen eines Pulpeartikels durch Verwenden der herkömmlichen Pulpepreßform zeigt, die in Fig. 5 dargestellt ist.

Nachfolgend werden die Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele hervorgehen. In der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen werden den Teilen, die den gleichen Aufbau besitzen, gleiche Bezugszeichen gegeben.

Fig. 1 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht einer Pulpepreßform gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie einen geformten Pulpeartikel, der durch Verwenden der Preßform geformt worden ist. Wie in dieser Figur gezeigt, weist die Preßform 100 Plattenstücke 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108 auf, die durch Schweißen miteinander zu einem Körper kombiniert worden sind. Jedes Plattenstück hat eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 111. Bei dieser Ausführungsform sind acht Plattenstücke dargestellt. Jedoch ist die Anzahl der Plattenstücke nicht beschränkt. Die Pulpepreßform 100 ist auf einem Untersatz 30 befestigt und wird in diesem Zustand in ähnlicher Weise wie die herkömmliche Pulpepreßform verwendet.

In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen 121, 122, 123, 124, 125, 126 und 127 Schweißnähte. Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Saugöffnung, die mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, wenn das Plenum 40 durch Vakuumsaugen in einer Suspension eingezogen wird.

Die Pulpepreßform 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird wie folgt hergestellt. Die Plattenstücke 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108, die jeweils aus Edelstahl SUS 304 bestehen und eine ordnungsgemäße Größe, eine Dicke von 2,0 mm, eine Dehngrenze von 250 N/mm² und eine Festigkeit von 600 N/mm² aufweisen, werden vorbereitet. Eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen 111 werden in jedem Plattenstück 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108 unter Verwendung eines Elektronenstrahls oder ähnlichem ausgebildet. Diese Durchgangsbohrungen besitzen zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche einen nahezu konstanten, gleichmäßigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt. Diese linearen Durchgangsbohrungen werden in einem Abstand ausgebildet, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt. Das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder der rückseitigen Oberfläche der Platte beträgt nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75%. Anschließend werden diese Plattenstücke 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108 miteinander durch Schweißen, Verkleben oder ähnliches zu einem Körper kombiniert.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer Pulpepreßform 100, die durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren hergestellt wurde, erklärt, um deren Wirksamkeit klarzustellen.

Bei dieser Ausführungsform wurden eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen 111 mit einem Durchmesser von ca. 0,3 mm in den Plattenstücken 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108 mit einem Abstand von ca. 0,5 mm derart ausgebildet, daß die Durchgangsbohrungen in versetzten Reihen unter einem Winkel von ca. 60° zueinander in einer Aufsicht angeordnet wurden. Das Lochflächenverhältnis der Pulpepreßform 100 betrug ca. 32%.

Die Pulpepreßform wurde auf einer Formmaschine befestigt und es wurde das Formen durch Schritte unter einer Bedingung durchgeführt, die ähnlich zu der des herkömmlichen Verfahrens ist. Als Ergebnis wurde ein geformter Pulpeartikel 150 mit einer Dicke von ca. 2,2 mm und einer glatten, flachen Oberfläche erhalten. Es konnte bestätigt werden, daß das Formen der Pulpe unter Verwendung der Pulpepreßform 100 der ersten Ausführungsform ohne Probleme durchgeführt werden konnte. Die Oberfläche 150a des geformten Pulpeartikels 150, die mit der Pulpepreßform 100 in Berührung stand, war, verglichen zu einem herkömmlichen Artikel, glatt.

Vergleichsergebnisse zwischen der Pulpepreßform der ersten Ausführungsform und einer herkömmlichen Pulpepreßform aus Bronze, die in Fig. 5 gezeigt ist, sind in Tabelle 1 aufgelistet. In dieser Tabelle bezeichnen die Werte des herkömmlichen Beispiels in den Spalten Herstellungskosten und Lieferzeit, die Herstellungskosten und die Lieferzeit, die zur Herstellung einer herkömmlichen Pulpepreßform erforderlich ist, wenn die Herstellungskosten und die zur Herstellung der Pulpepreßform 100 der ersten Ausführungsform notwendige Lieferzeit jeweils 1 und 1 betragen. Es ist häufig erforderlich, mehrere Pulpepreßformen 100 vorzubereiten, wenn geformte Pulpeartikel 150 praktisch als Massenartikel hergestellt werden. Um die erste Ausführungsform und das herkömmliche Beispiel zu vergleichen, wurden sechs Preßformen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und sechs Preßformen gemäß dem herkömmlichen Beispiel hergestellt und verglichen.

Die Ergebnisse in der Tabelle zeigen, daß die Dicke und das Gewicht der Pulpepreßform gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ungefähr halb so groß und nicht mehr als die Hälfte von dem herkömmlichen Beispiel betragen. Die Preßform nach der ersten Ausführungsform benötigt keine Wartung, da kein Sieb vorhanden ist. Ferner hat sich herausgestellt, daß die Preßform gemäß der ersten Ausführungsform sowohl bezogen auf die Herstellungskosten wie auch auf die notwendige Lieferzeit hervorragend ist. Die Festigkeit der Preßform gemäß der ersten Ausführungsform ist nicht geringer als die der Preßform nach dem herkömmlichen Beispiel.

Fig. 2 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht einer Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen geformten Pulpeartikel, der durch Verwenden der Preßform geformt wurde. Die Erklärung der Teile der zweiten Ausführungsform, welche gleich zu der ersten Ausführungsform sind, wird weggelassen.

Wie in dieser Figur gezeigt, besitzt eine Pulpepreßform 200 zum Formen von Pulpeartikeln eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen 211 und sie weist eine Platte aus superplastischem Material auf, die superplastisch deformiert wurde. Die Pulpepreßform 200 ist auf einem Untersatz 30 befestigt und wird in diesem Zustand verwendet, ähnlich wie die Pulpepreßform der ersten Ausführungsform. Gemäß der Formtechnologie, welche Superplastizität verwendet, ist es möglich, eine komplizierte Formgebung zu schaffen, die nicht durch ein herkömmliches Tiefziehverfahren gebildet werden kann. Die Technik des superplastischen Formens hat eine Auswirkung auf die Herstellung einer Form zum Pressen eines Behälters oder eines Verpackungsmaterials zum Verpacken von Gütern mit unregelmäßigen äußeren Formen, wie beispielsweise Gemüse und Früchte.

Die Pulpepreßform 200 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird wie folgt hergestellt.

Die Platte aus superplastischem Material 201, die aus Duplexedelstahl SUS 329J1L hergestellt ist, besitzt eine Dicke von 2,0 mm, eine Dehngrenze von 552 N/mm² und eine Festigkeit von 724 N/mm² und wird, wie in Fig. 3 gezeigt, vorbereitet. Eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen 211 werden in der Platte 201 aus superplastischem Material durch Anwenden eines Elektronenstrahls oder ähnlichem ausgebildet. Diese Durchgangsbohrungen haben zwischen der vorderen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche einen nahezu konstanten und gleichmäßigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt. Diese linearen Durchgangsbohrungen werden mit einem Abstand ausgebildet, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt. Das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte beträgt nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75%. Der oben beschriebene Zustand, bezogen auf die Durchgangsbohrungen 211, kann nach dem superplastischen Formen hergestellt werden.

Anschließend wird eine zweite Platte 202 aus superplastischem Material, die keine Durchgangsbohrungen aufweist, auf die erste Platte 201 aus superplastischem Material gelegt, wie in Fig. 3 gezeigt. Die zweite Platte 202 aus superplastischem Material hat eine ordnungsgemäße Dicke, beispielsweise 0,5 mm. Diese erste und zweite Platte 201 und 202 aus superplastischem Material werden auf einer Preßform 300 mit einem Hohlraum angeordnet, der eine vorbestimmte Form aufweist, d. h. eine Form, die zu der auszubildenden Pulpepreßform komplementär ist. Ferner wird ein Abdeckkörper 350 zum Abschließen auf diesen angeordnet, um die erste und zweite Platte 201 und 202 aus superplastischem Material zu belasten. Selbstverständlich wird die Preßform 300 vorher erwärmt, um eine Temperatur, beispielsweise 926°C einzunehmen, unter der Superplastizität eintritt.

Anschließend wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Inertgas, beispielsweise Argongas, welches durch einen Pfeil (C) angedeutet ist, mit einem Minimaldruck von 27 kg/cm² in den Hohlraum 301 der Preßform 300 durch ein Zuführrohr 351 für Gas zugeführt, welches in dem Abdeckkörper 350 vorgesehen ist, während die oben beschriebene Temperatur beibehalten wird. Das Gas wird der Oberfläche der zweiten Platte 202 aus superplastischem Material zugeführt, was durch einen Pfeil (D) angedeutet ist, und dadurch werden die erste und zweite Platte 201 und 202 aus superplastischem Material superplastisch deformiert. Das Gas in dem Hohlraum 301 der Preßform 300 wird aus der Form durch ein Absaugrohr 302 abgesaugt, was durch einen Pfeil (E) angedeutet ist. Der Druck in dem Hohlraum 301 kann vor oder während des Formens verringert werden, wenn dies notwendig ist. Das Innere des Hohlraums 301 kann sich auch in einer Inertgasatmosphäre befinden.

Nach dem Formen werden die erste und zweite Platte 201 und 202 aus superplastischem Material von der Preßform 300 entfernt und die erste und zweite Platte 201 und 202 aus superplastischem Material werden voneinander getrennt. Folglich ist es möglich, die Pulpepreßform 200 zum Formen von Pulpeartikeln zu erhalten.

Eine Ausführungsform der Pulpepreßform 200, die durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren tatsächlich gebaut wurde, wird nachfolgend beschrieben, um deren Wirksamkeit zu verdeutlichen.

Bei dieser Ausführungsform wurde eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen 211 mit einem Durchmesser von ca. 0,3 mm in der ersten Platte 201 aus superplastischem Material unter einem Abstand von ca. 0,6 mm derart ausgebildet, daß die Durchgangsbohrungen in versetzten Reihen unter einem Winkel von ca. 60° zueinander - gesehen in einer Aufsicht - ausgebildet wurden. Das Lochflächenverhältnis der ersten Platte 201 aus superplastischem Material vor dem superplastischen Verformen betrug ca. 23% und das durchschnittliche Lochplattenverhältnis nach dem Formen betrug ca. 27%.

Die Pulpepreßform wurde auf einer Formmaschine befestigt und ein Pulpeformen zum Formen von Pulpeartikeln wurde mit den Schritten und unter einer Bedingung durchgeführt, die gleich dem herkömmlichen Prozeß sind. Als Ergebnis wurden geformte Pulpeartikel 250 mit einer Dicke von ca. 2,8 mm und einer glatten, gekrümmten Oberfläche erzielt, wie in Fig. 2 dargestellt. Es wurde bestätigt, daß ein Pulpeformen durch Verwendung der Pulpepreßform 200 der zweiten Ausführungsform ohne Problem durchgeführt werden kann. Die Oberfläche 250a des geformten Pulpeartikels 250, die mit der Pulpepreßform 200 in Berührung stand, war, verglichen mit der des herkömmlichen Artikels, glatt.

Vergleichsergebnisse zwischen der Pulpepreßform der zweiten Ausführungsform und einer herkömmlichen Pulpepreßform aus Bronze, die in Fig. 5 gezeigt ist, sind in Tabelle 2 aufgelistet. In dieser Tabelle ist die Bedeutung der Werte in den Spalten Produktionskosten und Lieferzeit die gleiche wie bei Tabelle 1 der ersten Ausführungsform.

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß die Dicke und das Gewicht der Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ungefähr halb so groß und nicht mehr als die Hälfte der Pulpepreßform gemäß dem herkömmlichen Beispiel sind. Die Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform benötigt keine Wartung, da kein Sieb vorhanden ist. Ferner hat sich herausgestellt, daß die Pulpepreßform gemäß der zweiten Ausführungsform sowohl bezogen auf die Herstellungskosten wie auch auf die erforderliche Lieferzeit hervorragend ist. Die Festigkeit der Preßform gemäß der zweiten Ausführungsform ist nicht geringer als die des herkömmlichen Beispiels.

Selbstverständlich sind die Qualität des Materials, die Dicke, die Dehngrenze und die Festigkeit oder ähnliches der Plattenstücke 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 und 108 und der Platten 201 und 202 aus superplastischem Material nicht durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Wie oben beschrieben, umfaßt die erfindungsgemäße Pulpepreßform eine Platte mit einer Vielzahl von kleinsten Durchgangsbohrungen und benötigt kein Sieb zum Formen von Pulpeprodukten. Folglich ist es erfindungsgemäß möglich, eine Pulpepreßform mit geringerem Gewicht zu schaffen, welche die Wartung vereinfacht und nicht erfordert, daß ein Sieb durch einen erfahrenen Arbeiter angebracht werden muß, die eine gute Dauerfestigkeit besitzt, geringere Herstellungskosten erfordert und geformte Pulpeprodukte in kurzer Zeit zur Verfügung stellt.

Bei der herkömmlichen Pulpepreßform mit einem Sieb werden oft Fasern aus Rohmaterial abgelagert und verbleiben zwischen dem Formkörper und dem Sieb während dem Formen und dem Entwässern. Da solche abgelagerten und zurückbleibenden Fasern aus Rohmaterial auf die Qualität der geformten Pulpeartikel einen schlechten Einfluß ausüben, beispielsweise unerwünschte Öffnungen ausbilden, ist es notwendig, die abgelagerten und zurückgebliebenen Fasern wegzuwaschen. Da die erfindungsgemäße Pulpepreßform eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen aufweist, die geradlinig und kurz sind, und da kein Sieb vorhanden ist, ist so gut wie keine Ablagerung von Fasern aus Rohmaterial während dem Formen und dem Entwässern gegeben.

Ferner werden an der Oberfläche der geformten Pulpeartikel erfindungsgemäß kein Abdruck des Siebes oder keine Abdrücke des verbundenen Abschnittes der kombinierten Metallgußformen für eine Pulpepreßform, die bei der herkömmlichen Technik ausgebildet werden, ausgebildet, da kein Sieb vorhanden ist. Deshalb ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung von Verpackungspulpeartikeln mit einer großen Glattheit und hervorragenden Oberflächenbedingungen.

Claims (14)

1. Pulpepreßform mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen (111, 211) mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche, wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt.

2. Pulpepreßform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine Vielzahl von Plattenstücken (101 bis 108) aufweist, die miteinander zu einem Körper kombiniert sind, wobei jedes Plattenstück mehrere lineare Durchgangsbohrungen (111) aufweist.

3. Pulpepreßform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine Platte aus superplastischem Material ist, die superplastisch deformiert wurde.

4. Pulpepreßform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus superplastischem Material einen Duplexedelstahl aufweist.

5. Pulpepreßform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Durchgangsbohrungen nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt.

6. Pulpepreßform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Durchgangsbohrungen unter einem Winkel von ca. 60° zueinander in einer Zick-Zack-Form vorgesehen sind.

7. Verfahren zum Herstellen einer Pulpepreßform mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen (111, 211) mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche, wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt, umfassend die folgenden Schritte:
Anordnen einer ersten Platte aus superplastischem Material, die eine Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen aufweist, auf einer Preßform mit einem Hohlraum, welcher eine Form besitzt, die komplementär zu dem der auszubildenden Pulpepreßform ist;
Anordnen einer zweiten Platte aus superplastischem Material, die keine Durchgangsbohrungen aufweist, auf der ersten Platte aus superplastischem Material, um die linearen Durchgangsbohrungen der ersten Platte zu verschließen; und
Beaufschlagen der zweiten Platte aus superplastischem Material von oben mit einem Formdruck, so daß die erste und zweite Platte aus superplastischem Material deformiert werden, wodurch die erste Platte an den Hohlraum der Preßform gedrückt wird, um die Form der Pulpepreßform zu bilden.

8. Verfahren zum Herstellen einer Pulpepreßform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formdruck durch Gasstromformen unter Verwendung eines Gasdruckes gebildet wird.

9. Verfahren zum Herstellen einer Pulpepreßform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der überlappenden ersten und zweiten Platten aus superplastischem Material an der Preßform befestigt ist.

10. Verfahren zum Herstellen einer Preßform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der zweiten Platte aus superplastischem Material an der Preßform befestigt ist und daß die erste Platte aus superplastischem Material unabhängig von einer solchen Befestigung ist.

11. Verfahren zum Herstellen einer Pulpepreßform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeführte Formdruck ein Inertgas ist.

12. Geformter Pulpeartikel, der durch Verwenden einer Pulpepreßform geformt wird, mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen (111, 211) mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche, wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt; wobei die Oberfläche des geformten Pulpeartikels, die mit der Pulpepreßform in Berührung stand, glatt ist.

13. Verfahren zum Herstellen eines geformten Pulpeartikels, umfassend die folgenden Schritte:
Eintauchen einer Pulpepreßform, mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen (111, 211) mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche,
wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt, in eine Suspension aus Pulpefasern; und anschließend
Anwenden einer Vakuumansaugung auf die Innenseite der Pulpepreßform, wodurch ein geformter Pulpeartikel mit glatten Oberflächen, die mit der Pulpepreßform in Berührung stehen, auf der Preßform geformt wird.

14. Verfahren zum Herstellen eines geformten Pulpeartikels, umfassend die folgenden Schritte:
Eintauchen einer Pulpepreßform mit einer Platte mit einer Vielzahl von linearen Durchgangsbohrungen (111, 211) mit im wesentlichen konstantem und gleichförmigen Durchmesser, der nicht mehr als 2,0 mm beträgt, zwischen der vorderen Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche,
wobei die Durchgangsbohrungen mit einem Abstand ausgebildet sind, der nicht weniger als 0,05 mm und nicht mehr als 2,0 mm beträgt, und wobei das Verhältnis der Öffnungsfläche der linearen Durchgangsbohrungen zu der sichtbaren Fläche der vorderen oder rückwärtigen Oberfläche der Platte nicht weniger als 8,8% und nicht mehr als 75% beträgt, in eine Suspension aus Pulpefasern; und anschließend
Pressen mittels zweier Pulpepreßformen, um die Suspension aus Pulpefasern zu entwässern, welche Pulpepreßformen vorgesehen sind, um die Suspension vertikal oder horizontal zwischen sich einzuschließen, wodurch auf den Preßformen ein geformter Pulpeartikel mit glatten Oberflächen hergestellt wird, welche die beiden Pulpepreßformen berühren.