Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Press form zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings , insbesondere zur Aufnahme eines Behälters oder eines faserbasierten Verschlusselementes und ein Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere in einem Behälter oder in einem faserbasierten Verschlusselement für einen Behälter gemäss dem Oberbegri f f der unabhängigen Ansprüche .

Ein faserbasierter Rohling in der Form eines Behälters wurde in der WO 2012 / 139590 Al of fenbart . Zur Herstellung dieses Behälters wird sogenannte Pulpe in eine kopfüber angeordnete Form durch Einspritzen eingebracht und mit einem flexiblen Ballon in dieser Form an eine entsprechende Wandung gedrückt und entsprechend komprimiert . Dabei wird die Pulpe zusammengedrückt und auf eine Temperatur von rund 180 ° C aufgehei zt , um den Behälter zu trocknen . Ebenso ist es bekannt Verschlusselemente für Behälter aus Pulpe herzustellen .

Pulpe ist eine Mischung aus Fasern und Wasser, insbesondere Naturfasern wie Hanf fasern, Zellulosefasern oder Flachs fasern oder einer Mischung davon . Gegebenenfalls weist die Pulpe Zusatzstof fe auf , die beispielsweise ein Aushärten der komprimierten Pulpe verbessern oder Einfluss auf das spätere Aussehen haben oder generell die Eigenschaften der Pulpe oder des späteren Behälters verändern .

Das vorgenannte Verfahren ist zeitaufwändig und energieintensiv . Es wurde daher schon vorgeschlagen, dieses zu verbessern . Mit der WO 2018 / 020219 Al wurde ein weiteres Verfahren bekannt , um nasse , faserbasierte Rohlinge zu trocknen . Auch hier handelt es sich bei den Rohlingen um Behälter . Hierbei wird die nasse Pulpe innerhalb der Giess form ebenfalls mit einem flexiblen Ballon zusammengepresst . Im Anschluss wird der so vorbearbeitete Behälter gemeinsam mit dem sich darin befindlichen Ballon entformt und auf ein Förderband gestellt . Der Ballon wird aus dem kaltgeformten Behälter entfernt . Im Anschluss wird der Behälter mit Mikrowellen beaufschlagt , um diesen zu trocknen . Der Rohling ist vor dem Trocknen sehr empfindlich auf Krafteinwirkung und muss sehr sorgfältig behandelt werden . Während des Trocknungsvorgangs kann sich der Behälter verformen, beispielsweise durch ungleichmässige Trocknung oder hervorgerufen durch ein nicht uni forme Schichtdicke oder er kann durch äussere Einflüsse Schaden nehmen .

Es ist Aufgabe der Erfindung, zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik zu beheben . Insbesondere soll eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, die es ermöglichen, mit geringem energetischen Aufwand nasse faserbasierte Rohlinge , insbesondere Behälter wie beispielsweise Flaschen, Becher, Schüsseln oder Schalen oder nasse faserbasierte Verschlusselemente , zu trocknen und dabei sicherzustellen, dass diese masshaltig bleiben .

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Vorrichtungen und Verfahren gelöst . Weitere Aus führungs formen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch eine Press form zur Aufnahme eines faserbasierten Rohlings bereitgestellt . Bei dem faserbasierten Rohling kann es sich insbesondere um einen Behälter oder ein faserbasiertes Verschlusselement für einen Behälter handeln . Die Press form ist zur Verwendung in einer Mikrowellenkammer vorgesehen . Dazu ist die Press form mikrowellendurchlässig . Im geschlossenen Zustand der Press form ist zumindest ein Spalt innerhalb der Press form ausgebildet , durch den Feuchtigkeit entweichen kann . Durch das Bereitstellen einer mikrowellendurchlässigen Press form für den faserbasierten Rohling kann ein nasser faserbasierter Rohling während des Trocknungsvorgangs , das heisst während des Beaufschlagens mit Mikrowellen, innerhalb der Form verbleiben . Der Rohling ist somit geschützt gegen äussere Einflüsse und Beschädigungen oder Verformungen sind verhindert . Durch das Bereitstellen des nassen faserbasierten Rohlings innerhalb der mikrowellendurchlässigen Press form kann ebenfalls erreicht werden, dass dieser von allen Seiten für die Mikrowellen zugänglich ist und eine Trocknung also von allen Seiten bewerkstelligt werden kann . Der nasse faserbasierte Rohling weist nach diesem Trocknungsschritt einen Wassergehalt von ungefähr 5% bis 12 % auf .

Im vorliegenden Verfahren werden die nassen faserbasierten Rohlinge typischerweise wie bereits im Stand der Technik bekannt geformt . Mit anderen Worten wird Pulpe in eine poröse Giess form oder in eine solide Giess form mit wasserabführenden Kanälen, deren Eingänge mit Sieben abgedeckt sind oder deren Öffnungen klein genug sind, dass die Fasern der Pulpe nicht eindringen können, eingebracht und an der Innenwandung der Giess form die Fasern der Pulpe angeschwemmt , sodass sich eine Wandung eines Rohlings aufbaut . Sobald die Wandung genügend dick ist , wird das Anschwemmen der Pulpe beendet . Das nunmehr vorliegende Halbfabrikat , also der nasse faserbasierte Rohling, wird der Giess form entnommen und in die mikrowellendurchlässige Press form eingebracht und damit in der Press form bereitgestellt . Der nasse faserbasierte Rohling weist zu diesem Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 75% oder weniger auf , sodass dieser formstabil zwischen den Verarbeitungsstationen transportiert werden kann .

Der nasse faserbasierte Rohling wird mit einem geeigneten Übergabegerät aus der Giess form entnommen . Anschliessend wird der nasse faserbasierte Rohling in die geöf fnete Press form eingelegt . Nach dem Einlegen wir die Press form geschlossen . Die Press form ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet . Dabei kann für die Entnahme und das Einlegen ein Ausblasen und/oder ein Ansaugen mittels Unter- oder Überdruck erforderlich sein . Ebenso können rein mechanische Grei fer für diesen Trans fer zum Einsatz kommen .

Typischerweise kann die Press form eine Innenwandung aufweisen, die im Vergleich zur Innenwandung der Giess form mit einer grösseren Oberflächengüte ausgebildet ist .

Vorzugsweise wird nach dem Bereitstellen des faserbasierten Rohlings in der Press form ein expandierbares Werkzeug in den faserbasierten Rohling eingebracht . Durch Expansion des expandierbaren Werkzeugs kann der Wassergehalt des faserbasierten Rohlings in einem ersten Schritt durch eine Kompression einer Wandung des Rohlings reduziert werden . Der nasse faserbasierte Rohling weist zu diesem Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 50% - 60% auf .

Der zumindest eine Spalt an der Press form ermöglicht es , dass die verdrängte Feuchtigkeit , bei der es sich vorliegend im Wesentlichen um Wasser handelt , aus der Press form austreten kann .

Entsprechend kann darauf verzichtet werden, die Press form als solches wasserdurchlässig aus zuführen . Dies ermöglicht es einerseits , die Oberflächen der Press form mit einer höheren Güte zu fertigen, andererseits müssen all fällige Poren oder Kanäle der Press form nicht aufwendig gereinigt werden, nachdem die Pressform benutzt worden ist .

Durch einen Spalt kann die Feuchtigkeit ebenfalls gezielt abgeführt werden, beziehungsweise die Bereiche , in denen die Feuchtigkeit abgeführt wird, gezielt gewählt werden .

Der Spalt ermöglicht in einem späteren Schritt , nämlich bei der Beaufschlagung mit Mikrowellen, ebenfalls die Abfuhr von Feuchtigkeit . In diesem Schritt liegt j edoch die Feuchtigkeit typischerweise als Dampf vor .

Ein Spalt im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist eine Öf fnung mit einer länglichen Ausdehnung . Mit anderen Worten weist die Öf fnung eine Länge auf , deren Dimension im Vergleich zur Dimension der Breite um ein Mehrfaches grösser ist , insbesondere mehr als das zwanzigfache beträgt . Ein Spalt ist zudem j eweils derart angeordnet , dass Feuchtigkeit aus dem Innern der Pressform, also aus einer Kavität , nach aussen entweichen kann . Mit anderen Worten ist der Spalt eine Öf fnung, die einen in Bezug zu einer Längsachse der Press form radial angeordneten Durchgang be- reitstellt .

Es kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Spalt in einem Bereich der Press form ausgebildet ist , der einem Bereich an dem faserbasierten Rohling entspricht , der vor der Benutzung eines aus dem faserbasierten Rohlings hergestellten Produktes entfernt wird . Dabei kann vorgesehen sein, zusätzliche weitere Spalten an der Press form anzuordnen .

Unter Umständen kann der Spalt Bearbeitungsmarken auf der Oberfläche des Rohlings hinterlassen . I st der Spalt in einem Bereich ausgebildet , der später von dem Rohling abgetrennt wird, bleibt dieser Umstand unbeachtlich . Etwaige Veränderungen der Oberfläche sind damit am fertigen Produkt nicht sichtbar, da diese Bereiche entsprechend abgetrennt werden .

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der zumindest eine Spalt an einem Bereich der Press form ausgebildet ist, der einem Hals des Rohlings entspricht .

Der Hals des Rohlings kann in Bezug zum fertigen Produkt entsprechend länger gewählt werden und ein einfaches Abtrennen des überstehenden Bereiches ist möglich . Wie bereits erläutert kann die Press form zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein . Entsprechend weist sie eine oder mehrere Formtrennebenen auf . Dabei kann vorgesehen sein, dass der Spalt an zumindest einer der Formtrennebenen ausgebildet ist . Dies alternativ oder zusätzlich zu einem Spalt in einem Bereich, der später vom Rohling abgetrennt wird, wie vorliegend beschrieben .

Die Ausbildung des Spaltes an einer Formtrennebene ermöglicht eine einfache Fertigung des Spaltes , da während der Fertigung die Formtrennebene mit Werkzeugen einfach zugänglich ist . Ausserdem kann ein sich an der Formtrennebene befindlicher Spalt einfach und kostengünstig gereinigt werden .

Sofern sich die Formtrennebene der Press form im gleichen Bereich erstreckt wie eine entsprechende Formtrennebene einer Giess form können entsprechende Fehlstellen, die sich am Rohling nach dem Giessen ergeben, in der Press form an gleicher Stelle aufgenommen werden . Der Rohling wird damit nicht unnötig belastet .

Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, den Spalt auf beide Elemente der Formtrennebene auf zuteilen . Mit anderen Worten bei einer zweiteiligen Form j eweils häl ftig auf beide Teile der Form . Es wäre j edoch auch möglich und vorstellbar, den Spalt lediglich in einer von zwei Formhäl ften vorzusehen .

Mit anderen Worten berühren sich die Press formhäl ften im Bereich der Kavität , also an der Innenwandung der Kavität , nicht , sondern sind durch den Spalt beanstandet . In radialer Richtung nach aussen kann sich dieser Spalt aufweiten und einen Kanal bilden, der mit zunehmendem radialem Abstand zu einem Zentrum der Pressform wieder enger wird . Im Anschluss liegen die beiden Pressformhäl ften aufeinander auf sodass der Kanal abgeschlossen ist . Bei vollständig geschlossener Press form bildet also die Formtrennebenen in Richtung zum Innern der Press form den Spalt . Vorzugsweise ist der zumindest eine Spalt entlang der ganzen Formtrennebene umlaufend ausgebildet .

Dies vergrössert den Öf fnungsquerschnitt , durch den die Feuchtigkeit entweichen kann . Zudem ist durch eine Anordnung des Spaltes an der gesamten Formtrennebene ebenfalls der gesamte Rohling im Wesentlichen von allen Seiten zugänglich . Die ist auch deshalb vorteilhaft , da sich in diesem Bereich am Produkt aufgrund des Giessprozesses eine sichtbare Markierung abbilden wird . Durch die Anordnung des Spaltes an gleicher Stelle kann eine zusätzliche Bearbeitungsmarke verhindert werden .

Es ist vorstellbar, dass die Press form im Bereich eines Behälterkörpers zweiteilig ausgebildet ist und zusätzlich einen separaten einteiligen Schulterbereich und/oder einen separaten einteiligen Bodenbereich aufweist .

Der zumindest eine Spalt kann, wie bereits erläutert, in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal münden, der innerhalb einer Wandung der Press form angeordnet ist . Mit anderen Worten kann sich der Spalt in Richtung in die Press form hinein ausbreiten und ausdehnen/ vergrössern, sodass ein entsprechender Kanal gebildet wird . Innerhalb dieses feuchtigkeitsabführenden Kanals kann die Feuchtigkeit abgeführt werden .

Durch die das Bereitstellung eines Kanals kann sichergestellt werden, dass auch grössere Mengen an Feuchtigkeit abgeführt werden können, ohne dass es im Bereich des Spaltes zu einer Staubildung kommt . Ein entsprechender Kanal ermöglicht ebenfalls , eine erzwungene Strömung zur Abfuhr der Feuchtigkeit zu schaffen .

Der zumindest eine Spalt kann eine Breite von 0 . 04 mm bis 0 . 1 mm, insbesondere bis 0 . 4 mm, aufweisen . Die bevorzugte Breite ist von 0 . 6 mm bis 0 . 25 mm . Diese Werte sind einerseits gross genug, dass eine entsprechende Menge an Feuchtigkeit abgeführt werden kann, andererseits klein genug, dass auf dem faserbasierten Rohling keine Marken Zurückbleiben .

Die Länge des Spaltes ist um ein Viel faches grösser, vorzugsweise um mindestens das 20- fache , bevorzugt um das 100- fache als dessen Breite , insbesondere erstreckt sich der Spalt mit seiner Länge entlang der Press form über mindestens 25% der Innenkontur in vorzugsweise axialer Richtung, also in Richtung der Längsachse der Press form, bzw . des darin geformten faserbasierten Rohlings .

Dabei kann vorgesehen sein, dass in oder an der Press form zusätzliche Öf fnungen oder Spalten vorgesehen sind, zum Abführen von Feuchtigkeit . Insbesondere kann es bei gewissen Geometrien des Rohlings notwendig sein, oder vorteilhaft sein, nebst einem Spalt an der Formtrennebene an weiteren neuralgischen Stellen Feuchtigkeit abzuführen .

Der feuchtigkeitsabführende Kanal kann mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Überdrucks verbunden sein, sodass im feuchtigkeitsabführenden Kanal eine spezi fische Strömung geschaf fen werden kann . Dadurch kann die Feuchtigkeit schneller und zielgerichteter abgeführt werden .

Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Strömung in diesem Kanal zu temperieren und/oder zu trocknen . Wenn im Kanal eine entsprechende Temperatur, beispielsweise eine erhöhte Temperatur, vorgesehen ist , kann verhindert werden, dass sich Dampf als Feuchtigkeit in der Form von Wasser im Kanal niederschlägt .

In den feuchtigkeitsabführenden Kanal können Öf fnungen münden, beziehungsweise Bohrungen oder Kanäle , die eine direkte Verbindung nach aussen aufweisen, sodass die Feuchtigkeit schneller abgeführt werden kann . Zudem ermöglichen entsprechende Kanäle auch die Abfuhr von Feuchtigkeit an spezi fischen Stellen des feuchtigkeitsabführenden Kanals , sodass die Feuchtigkeitsabfuhr in bevorzugten Bereichen forciert werden kann .

Die Press form kann eine im wesentlichen gleichmässige Wandstärke aufweisen . Dies stellt sicher, dass der sich in der Press form befindliche Rohling im Wesentlichen gleichmässig mit Mikrowellen beaufschlagt wird und diese entsprechend gleichmässig auf den Rohling wirken .

An der Press form können zudem Auflageelemente vorgesehen sein, um die Press form abzustützen . Typischerweise ist eine wie vorliegend beschriebene Press form relativ dünnwandig und/oder aus zumindest teilweise elastischen Materialien gefertigt . Durch entsprechende Auflageelemente kann eine Verformung der Press form verhindert werden .

Die mikrowellendurchlässige Press form kann aus einem Material hergestellt sein ausgewählt aus der Liste von Materialen umfassend PEI , PI , PE , POM, PEEK, Hol z , PTFE , Keramik, Glas und PP .

Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere in einem faserbasierten Behälter oder einem faserbasierten Verschlusselement für einen Behälter, umfasst die Schritte :

- Bereitstellen eines nassen faserbasierten Rohling in einer Press form, insbesondere in einer Press form wie vorliegend beschrieben,

- Einbringen eines expandierbaren Werkzeugs in den nassen faserbasierten Rohling,

- Expandieren des expandierbaren Werkzeugs , sodass durch die Expansion verdrängte Feuchtigkeit durch zumindest einen Spalt an der Press form abgeführt wird .

Dies ermöglicht das gezielte Abführen von Feuchtigkeit aus dem

Rohling und entsprechend die Reduktion des Feuchtigkeitsgehalts des Rohlings , sodass dieser eine Restfeuchte von weniger als 15% , insbesondere zwischen 6 % bis 12 % aufweist .

Der faserbasierte Rohling wird vorzugsweise in einer mikrowellendurchlässigen Press form bereitgestellt .

Der nasse faserbasierte Rohling wird nach dem Bereitstellen in der Press form vorzugsweise mit Mikrowellen beaufschlagt .

Es kann vorgesehen sein, dass das expandierbare Werkzeug während des Beaufschlagens mit Mikrowellen im expandierten Zustand verbleibt .

Ein Druck auf die Wandung des nassen faserbasierten Rohlings kann aufrechterhalten werden . Zudem ist durch den Verbleib des expandierbaren Werkzeugs innerhalb des nassen faserbasierten Rohlings dieser von innen gestützt und eine unerwünschte Verformung ist verhindert . Ausserdem verbessert dies die Oberflächengüte des Rohlings .

Insbesondere wird der Rohling mit Mikrowellen beaufschlagt , wenn das expandierbare Werkzeug mit Druck beaufschlagt und expandiert wird .

Durch die Beaufschlagung mit Mikrowellen kann insbesondere die Feuchtigkeit , die sich in den Fasern befindet , in eine dampf förmige Phase gebracht werden, sodass diese aus den Fasern entweichen kann . Diese dampf förmige oder gas förmige Phase wird vorzugsweise durch den zumindest einen Spalt abgeführt .

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Feuchtigkeit mit einer erzwungenen Strömung abgeführt wird . Durch eine erzwungene Strömung kann das Abführen der Feuchtigkeit beschleunigt werden .

Durch die erzwungene Strömung kann die Feuchtigkeit insbesondere aus der Mikrowellenkammer abgeführt werden . Zusätzlich oder alternativ kann in der Press form dazu ein feuch- tigkeitsabführender Kanal vorgesehen sein, in welchen der zumindest eine Spalt mündet . In diesem feuchtigkeitsabführenden Kanal kann die Strömung durch Unterdrück oder durch Überdruck erzeugt werden . Durch den Transport in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal kann ein Stau der Feuchtigkeit am Spalt zuverlässig verhindert werden .

Ein Bereich des Rohlings , an welchen der zumindest eine Spalt der Press form mündet , kann nach dem Reduzieren des Wassergehaltes oder der Feuchtigkeit von dem Rohling abgetrennt werden . Entsprechend können entstandene Marken von dem fertigen Produkt entfernt werden, sodass dieses eine uni forme Oberfläche aufweist .

In den feuchtigkeitsabführenden Kanal können Öf fnungen münden, beziehungsweise Bohrungen oder Kanäle , die eine direkte Verbindung nach aussen aufweisen, sodass die Feuchtigkeit schneller abgeführt werden kann . Zudem ermöglichen entsprechende Öf fnungen auch die Abfuhr von Feuchtigkeit an spezi fischen Stellen des feuchtigkeitsabführenden Kanals , sodass die Feuchtigkeitsabfuhr in bevorzugten Bereichen forciert werden kann . Der Kanal kann wie vorliegend beschrieben im Bereich einer Trennebene ausgebildet sein .

Der faserbasierte Rohling kann vor dem Beaufschlagen mit Mikrowellen in eine mikrowellenreflektierende Mikrowellenkammer eingebracht werden, insbesondere gemeinsam mit der Press form .

Die Wirkung der Mikrowellen kann dadurch erhöht werden . Mikrowellen, die nicht direkt vom nassen faserbasierten Rohling absorbiert werden, werden typischerweise an der Innenwandung der Mikrowellenkammer reflektiert , sodass dies die Wahrscheinlichkeit erhöht , dass auch diese Mikrowellen noch auf den zu trocknenden Rohling tref fen . Allgemein bekannt ist, dass durch eine Anregung mit Mikrowellen Moleküle zum Schwingen angeregt werden können und durch diese Schwingung Wärme entsteht. Wasser beispielsweise hat eine Eigenfrequenz von 2.45 GHz. Die Mikrowellen werden daher vorzugsweise auch mit dieser Frequenz generiert. Um das Wasser oder die Restfeuchtigkeit aus dem nassen faserbasierten Rohling auszubringen wird das Wasser vorzugsweise so lange angeregt und damit erhitzt, bis es verdampft und entsprechend aus dem nassen Rohling diffundiert .

Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen kann vorgesehen sein, dass die Pressform und/oder die Mikrowellenkammer auf eine Temperatur vorgeheizt wird, die höher ist als 60 °C jedoch vorzugsweise tiefer ist als 160 °C.

Dies verhindert auch, dass die Feuchtigkeit, die aus dem nassen faserbasierten Rohling insbesondere durch einen Spalt an der Pressform austritt, direkt in der näheren Umgebung des Rohlings, beispielsweise innerhalb der Mikrowellenkammer, wieder kondensiert und sich als Tropfen niederschlägt. Ein derartiger Niederschlag führt zu einer Reduktion der Effizienz, da dieser Niederschlag kontinuierlich wieder von der eingebrachten Energie aufgeheizt wird.

Die Aufheizung oder Vorheizung der Pressform und/oder der Mikrowellenkammer kann beispielsweise über konventionelle Widerstandsheizungen erfolgen. Zusätzlich oder alternativ ist es vorstellbar, ein entsprechend aufgeheiztes Fluid, beispielsweise Luft, einzublasen, sodass die jeweiligen Elemente die gewünschte Temperatur erreichen.

Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit, die Pressform vorzuheizen, könnte beispielsweise auch durch gewollte, teilweise Absorption der Mikrowellenstrahlung in der Pressform selbst in der Grössenordnung von maximal 10%, vorzugsweise von maximal 5% der Mikrowellenstrahlung erfolgen oder durch die Energieabgabe des bei der Trocknung erzeugten Dampfes an die Press form .

Es kann vorgesehen sein, die Feuchtigkeit durch einen erzwungenen Luftstrom abzuführen . Bei der Feuchtigkeit kann es sich dabei um Wasserdampf aber auch um Wasser in seiner flüssigen Form handeln .

I st die Press form mit einem feuchtigkeitsabführenden Kanal versehen, kann sich der erzwungene Luftstrom zusätzlich oder alternativ auch in diesem Kanal ausbilden .

Durch eine erzwungene Abfuhr kann die Feuchtigkeit innerhalb der Vorrichtung tief gehalten werden und ein Kondensieren der Feuchtigkeit oder ein erneutes Aufhei zen der Feuchtigkeit, beispielsweise von Wassertropfen durch Mikrowellenstrahlung, kann verhindert oder zumindest reduziert werden .

Um die Trocknung und/oder das Verdampfen von Feuchtigkeit aus dem nassen faserbasierten Rohling zu verbessern kann auch vorgesehen sein, diesen während der Beaufschlagung mit Mikrowellen zu rotieren .

Der Energieeintrag in den nassen faserbasierten Rohling wird dadurch gleichmässiger und ein Überhitzen von einzelnen Stellen des Rohlings kann vermieden werden .

Es kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge gleichzeitig mit Mikrowellen zu beaufschlagen . Dazu kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge , insbesondere mehrere Press formen mit j e einem Rohling, gleichzeitig in die Mikrowellenkammer einzubringen . Dies reduziert die Zyklus zeit , bzw . erhöht die Anzahl getrockneter Rohlinge pro Zeiteinheit , und ermöglicht eine ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen .

Die Rohlinge können j e um ihre eigene Achse rotiert werden und/oder um eine gemeinsame Achse . Dies ermöglicht die ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen und ermöglicht einen gleichmässigeren Energieeintrag in die Rohlinge .

Zusätzlich oder alternativ wäre es auch vorstellbar, eine oder mehrere Press formen vorzusehen, die mehrere Rohlinge gleichzeitig aufnehmen kann oder können . Dies vereinfacht die Vorrichtung, da nicht j eder Rohling einzeln manipuliert werden muss , wenn er sich in einer Mehrfach-Press form befindet .

Es wurde festgestellt , dass die Anordnung mehrerer einzelner Press formen samt Rohlingen in der Mikrowellenkammer räumlich zueinander beliebig erfolgen kann . Die Anordnung hat keinen Einfluss auf die Gleichmässigkeit des Energieeintrages .

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehene sein, ein rotierendes Element , einen sogenannten Stirrer, insbesondere innerhalb der Mikrowellenkammer oder am Übergang eines Hohlleiters zur Mikrowellenkammer, vorzusehen und mit diesem die Mikrowellen zu verwirbeln . Durch einen Stirrer kann die statische Ausbreitung der Mikrowellen innerhalb der Trocknungskammer, also der Mikrowellenkammer, gestört werden und Bereiche hoher Intensität der Mikrowellen minimiert werden .

Auch eine derartige Anordnung hat eine positive Wirkung in Bezug auf einen gleichmässigen Energieeintrag .

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Qualität kann dadurch erreicht werden, dass die Mikrowellen in Abhängigkeit des Wassergehaltes des nassen faserbasierten Rohlings getaktet beaufschlagt werden . Durch die Taktung kann die Leistung herabgesetzt werden . Typischerweise ist gegen Ende des Trocknungsvorgangs der Wassergehalt in dem nassen faserbasierten Rohling geringer und ein zu hohes Mass an Energie kann dazu führen, dass der Rohling an gewissen Stellen überhitzt . Durch eine Reduktion der Leistung kann dies verhindert werden . Die Press form kann porös oder solide mit wasserabführenden Kanälen oder aus einem feinmaschigen Material ausgeführt sein .

Das Verfahren und die Press form, wie vorliegend beschrieben, wird vorzugsweise in einer Kombination mit einer Vorrichtung zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling, insbesondere zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling wie vorliegend beschrieben, genutzt . Die Vorrichtung weist eine Mikrowellenkammer zum Einbringen eines nassen faserbasierten Behälters auf sowie zumindest eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen . Die Vorrichtung weist zudem eine Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr von Medien aus der Mikrowellenkammer auf . Insbesondere handelt es sich dabei um die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft und Feuchtigkeit .

Eine oder mehrere Einrichtungen zur Zufuhr und Abfuhr von Medien können derart angeordnet sein, dass sie im erfindungsgemässen Gebrauch mit dem feuchtigkeitsabführenden Kanal der Press form verbunden sind .

Durch derartige Zufuhreinrichtungen und Abfuhreinrichtungen ist es möglich, innerhalb der Mikrowellenkammer einen spezi fischen Luftstrom zu erzeugen, mit welchem Feuchtigkeit , die durch Beaufschlagung mit Mikrowellen entsteht und in die Mikrowellenkammer eindringt oder gegebenenfalls in den feuchtigkeitsabführenden Kanal eindringt , ausgetragen werden kann .

Die Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen kann mittels eines Hohlleiters mit der Mikrowellenkammer verbunden sein .

Durch diese Verbindung lässt sich die Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen räumlich beabstandet zur Mikrowellenkammer anordnen und die mit dieser Vorrichtung erzeugte Mikrowellenstrahlung zielgerichtet in die Mikrowellenkammer einbringen .

Der Hohlleiter weist dabei vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf , wobei dessen längere Seite typischerweise in Richtung einer Längsachse der Mikrowellenkammer ausgerichtet ist . Die Längsachse der Mikrowellenkammer entspricht im Wesentlichen der Längsachse des faserbasierten Rohlings oder Behälters . Diese bestimmt sich durch eine Verbindung zwischen einem Boden des Rohlings und einer Ausgiessöf fnung des Rohlings oder des Behälters .

Es kann vorgesehen sein, einen Stirrer innerhalb der Mikrowellenkammer, insbesondere am Übergang zwischen Hohlleiter und Mikrowellenkammer, vorzusehen und mit diesem die Mikrowellen zu verwirbeln .

Zusätzlich oder alternativ können längs des Hohlleiters Öf fnungen angebracht sein, die mit der Mikrowellenkammer verbunden sind und über die sich die Mikrowellen in die Mikrowellenkammer ausbreiten können . Dies ermöglich eine reduzierte Baugrösse der gesamten Einheit .

Die Vorrichtung kann einen Deckel zum Verschliessen der Mikrowellenkammer aufweisen . In diesem Fall kann im Deckel eine Abluftöf fnung angeordnet sein . Diese Öf fnung entspricht somit einer Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr eines Mediums aus der Mikrowellenkammer, insbesondere von Druckluft und Feuchtigkeit .

Ein Deckel erlaubt das einfache Verschliessen der Mikrowellenkammer und ein genaues Ausrichten der Abluftöf fnung, sodass innerhalb der Vorrichtung, das heisst innerhalb der Mikrowellenkammer, ein zielgerichteter Luftstrom erzeugbar ist .

Es kann vorgesehen sein, mehrere Abluftöf fnungen vorzusehen . Dies erhöht einerseits die Kapazität , andererseits können mehrere Strömungen bereitgestellt werden .

Zusätzlich oder alternativ kann die Mikrowellenkammer geteilt sein, so dass die Mikrowellenkammer aus zwei identischen Gehäuseteilen oder aus Gehäuseteilen unterschiedlicher Grösse und Form besteht . Dabei kann vorgesehen sein, dass j e eine Press formhäl fte j e einer Häl fte der Mikrowellenkammer zugeordnet ist . Dabei kann beispielsweise j ede Press formhäl fte mit einer entsprechenden Häl fte der Mikrowellenkammer verbunden sein .

Die Mikrowellenkammer kann zusätzlich oder alternativ einen Boden aufweisen . Im Boden ist eine Viel zahl an Öf fnungen angeordnet , zum Beaufschlagen der Mikrowellenkammer mit Luft . Diese Öf fnungen entsprechen somit einer Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr eines Mediums aus der Mikrowellenkammer, insbesondere von Druckluft und Feuchtigkeit .

Derartige Öf fnungen können ebenfalls als integraler Bestandteil der Press form ausgebildet sein . In diesem Fall kann der Boden der Mikrowellenkammer gleichzeitig einen Teil der Press form bilden, insbesondere einen Boden der Press form . Dieser Boden der Press form endet vorzugsweise in einem mikrowellendichten Rohr . Dieses verhindert einerseits , dass Mikrowellen aus der Mikrowellenkammer austreten, andererseits ermöglicht es gleichzeitig die Abfuhr von Feuchtigkeit und/oder die Zufuhr von Druckluft zum Erzeugen einer erzwungenen Strömung .

Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Behälter mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen aufweist . Jede der mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen kann mit einem Hohlleiter mit der Mikrowellenkammer verbunden sein .

Die einzelnen Vorrichtungen zur Erzeugung von Mikrowellen können somit ihre erzeugte Mikrowellenstrahlung an unterschiedlichen Stellen in die Mikrowellenkammer einbringen . Dabei kann gleichzeitig auch j ede der Vorrichtungen separat angesteuert werden und mit einer unterschiedlichen Leistung Mikrowellenstrahlung abstrahlen . Das Trocknen des Rohlings kann entsprechend zielgerichtet erfolgen, wobei dieser an unterschiedlichen Stellen gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher Leistung beaufschlagt werden kann, sodass der Trocknungsvorgang insgesamt gleichmässig ist . Gleichmässig heisst vorliegend, dass der nasse faserbasierte Behälter einen vordefinierten Wassergehalt erreicht , der zeitgleich am ganzen Behälter erreicht wird .

Dazu kann es vorgesehen sein, dass dazu die Hohlleiter in unterschiedlichen Winkeln, und/oder entlang der Längsachse an unterschiedlichen Höhen und/oder in Bezug zur Längsachse mit unterschiedlichen Ausrichtungen der längeren Seite des j eweiligen rechteckigen Querschnitts des Hohlleiters angeordnet sind .

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Haltevorrichtung für die mikrowellendurchlässige Press form auf . Die mikrowellendurchlässige Press form lässt sich damit innerhalb der Vorrichtung, insbesondere innerhalb der Mikrowellenkammer, anordnen und/oder abstützen .

Es kann vorgesehen sein, mehrere Rohlinge gleichzeitig mit Mikrowellen zu beaufschlagen . Dazu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehrere Haltevorrichtungen aufweist , um gleichzeitig mehrere Press formen in der Mikrowellenkammer zu halten . Dies reduziert die Zyklus zeit und ermöglich eine ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen .

Die Haltevorrichtungen können j e ausgebildet sein, um um ihre eigene Achse zu rotieren und/oder um eine gemeinsame Achse . Dies ermöglicht die ef fi zientere Nutzung der Mikrowellen und ermöglicht einen gleichmässigeren Energieeintrag in die Rohlinge .

Alternativ wäre es auch vorstellbar, eine Haltevorrichtung vorzusehen, die mehrere Press formen gleichzeitig halten kann oder eine Mehrfach-Press form halten kann . Dies vereinfacht die Vorrichtung, da nicht j ede Press form einzeln manipuliert werden muss , wenn sie sich in der Mikrowellenkammer befindet .

Dabei kann die Haltevorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass diese mit entsprechenden Auflageelementen an der Press form in Wirkverbindung ist , sodass die Press form gleichmässig abgestützt ist und nicht verformt wird .

Ein Rohling kann als ein Behälter, insbesondere als eine Flasche , Schale , Becher, (Kaf fee- ) Kapsel , Tray oder als Dose ausgebildet sein . Ausserdem ist es möglich, mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung Verschlüsse für Behälter herzustellen .

Anhand von schematischen Figuren wird die Press form und das Verfahren zur Reduktion des Wassergehaltes in einem nassen faserbasierten Rohling und eine entsprechende Vorrichtung erläutert . Es zeigt :

Figur 1 : Eine Vorrichtung mit einer Press form vor der Beaufschlagung mit Mikrowellen;

Figur 2 : die Vorrichtung gemäss der Figur 1 während der Beaufschlagung mit Mikrowellen;

Figur 3 : eine perspektivische Ansicht einer Press form in einer alternativen Vorrichtung;

Figur 4 : eine Schnittansicht durch eine Press form;

Figur 5 : eine perspektivische Ansicht einer alternativen

Press form;

Figur 6 : eine perspektivische Ansicht einer alternativen

Press form;

Figur 7 : eine perspektivische Ansicht einer alternativen

Press form;

Figur 8 : beispielhaft weitere typische faserbasierte Behälter, die mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt werden können; Figur 9 beispielhaft einen typischen faserbasierten Verschluss , der mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt werden kann .

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 200 zur Reduktion des Wassergehaltes in einem faserbasierten Rohling vor der Beaufschlagung mit Mikrowellen . Der faserbasierte Rohling ist vorliegend ein Behälter 100 in der Form einer Flasche .

Die Vorrichtung 200 weist eine Mikrowellenkammer 40 auf die mit einem Deckel 41 verschlossen ist . Im Deckel 41 befindet sich eine Abluftöf fnung 42 durch die Druckluft und/oder Feuchtigkeit , wie beispielsweise Wasser oder Wasserdampf , abgeführt werden kann . Die Mikrowellenkammer 40 weist zudem einen Boden 43 auf .

Im Boden ist eine Viel zahl an Öf fnungen 44 angeordnet , durch die Zuluft in die Mikrowellenkammer 40 eingebracht werden kann . Die Vorrichtung 200 weist zudem eine Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen auf . Diese ist vorliegend als ein Magnetron ausgebildet . Die Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen ist mit einem Hohlleiter 51 mit der Mikrowellenkammer 40 verbunden . Der Hohlleiter 51 ist rechteckig ausgebildet .

In der Vorrichtung 200 ist eine Press form 20 innerhalb der Mikrowellenkammer 40 angeordnet . Innerhalb der Press form 20 ist ein nasser faserbasierter Behälter 100 angeordnet . Dieser wurde vor dem Einbringen in die Press form 20 einer Giess form entnommen und weist zum j etzigen Zeitpunkt einen Wassergehalt von ungefähr 75% auf . Nach dem Einbringen des nassen faserbasierten Behälters 100 in die Press form 20 wurde ein expandierbares Werkzeug 30 in das Innere des nassen faserbasierten Behälters 100 eingebracht .

Durch Expansion des expandierbaren Werkzeugs 30 wird die Wandung des Behälters 100 auf die Innenwandung der Press form 20 gepresst und das sich im nassen faserbasierten Behälter 100 befindliche Wasser, beziehungsweise die sich darin befindliche Feuchtigkeit , aus diesem teilweise hinaus gepresst . Dazu ist die Press form 20 wasserdurchlässig ausgebildet . Die Wasserdurchlässigkeit kann mit einer Porosität erreicht werden, vorliegend sind einzelne Kanäle oder Öf fnungen in der Form eines Spaltes in der Press form vorgesehen . Das Wasser kann somit durch Spalten oder Öf fnungen an der Trennstelle der Press form abgeleitet werden . Das austretende Wasser, beziehungsweise die austretende Feuchtigkeit , ist in der Darstellung gemäss der Figur 1 durch Wassertropfen stilisiert dargestellt . Diese Wassertropfen können auf den Boden 43 der Mikrowellenkammer tropfen und durch die Öf fnungen 44 ausgetragen werden . Nach diesem Schritt weist der faserbasierte Behälter 100 einen Wassergehalt von ungefähr 50% auf .

Die Figur 2 zeigt die Vorrichtung gemäss der Figur 1 während der Beaufschlagung des nassen faserbasierten Behälters 100 mit Mikrowellen . Die Figur 2 zeigt also den eigentlichen Trocknungsvorgang . In der Vorrichtung 50 zur Erzeugung von Mikrowellen werden entsprechend Mikrowellen erzeugt , die durch den Hohlleiter 51 in die Mikrowellenkammer 40 eingebracht werden . Durch die Mikrowellen wird die Feuchtigkeit , die sich im faserbasierten Behälter 100 befindet , aufgehei zt , mit anderen Worten, die Moleküle fangen an zu schwingen . Die Feuchtigkeit fängt an zu verdampfen und tritt durch die mikrowellendurchlässige Press form 20 aus dem Behälter 100 aus . In der Figur 2 ist das expandierbare Werkzeug 30 im nicht-expandierten Zustand dargestellt , es ist j edoch möglich, dass das expandierbare Werkzeug 30 auch während des hier gezeigten Vorgangs expandiert bleibt . Die Feuchtigkeit , hier stilisiert dargestellt durch Wellenlinien, tritt in die Mikrowellenkammer 40 ein . Damit sich diese Feuchtigkeit nicht in der Mikrowellenkammer 40 niederschlägt wird durch die Öffnungen 44 im Boden 43 der Mikrowellenkammer 40 Luft eingeblasen . Diese eingeblasene Luft strömt durch die Abluftöf fnung 42 aus der Mikrowellenkammer 40 hinaus . Damit ist innerhalb der Mikrowellenkammer 40 eine Strömung erzeugt durch die die Feuchtigkeit aus der Mikrowellenkammer 40 ausgetragen werden kann . Sofern die Pressform mit einem feuchtigkeitsabführenden Kanal versehen ist, in welchen der Spalt mündet, tritt die Feuchtigkeit nicht wie dargestellt überall aus der Pressform 20 hinaus und in die Mikrowellenkammer 40 hinein, sondern wird in dem feuchtigkeitsabführenden Kanal gesammelt. Entsprechend kann die Feuchtigkeit direkt aus der Pressform 20 nach ausserhalb der Mikrowellenkammer 40 abgeführt werden. Derartige Ausbildungen werden nachfolgend erläutert.

Vorliegend ist eine Haltevorrichtung für die mikrowellendurchlässige Pressform 20 als integraler Bestandteil des Deckels 41 ausgebildet. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass beispielsweise die Vorrichtung 200 zweiteilig ausgebildet ist, also aus zwei Hälften besteht und gegebenenfalls aus einem separaten Boden. Dabei kann beispielsweise die Pressform 20 durch entsprechende Elemente an den jeweiligen Hälften der Vorrichtung 200 gehalten und zusammengepresst werden. Eine entsprechende Ausbildung ist in der Figur 3 gezeigt.

Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Pressform 20 in einer alternativen Vorrichtung 200. Innerhalb der Vorrichtung 200 ist eine Pressform 20 angeordnet. Die Pressform 20 ist vorliegend dreiteilig ausgebildet. Gezeigt ist eine erste Hälfte der Pressform 20A die an einer Formtrennebene T mit einer zweiten, hier nicht gezeigten, Hälfte der Pressform 20B (siehe Figur 4) verbunden ist. Im unteren Bereich der Pressform 20 ist ein Bodenteil 24 angeordnet das eine Formtrennebene zu beiden Pressformhälften 20A und 20B der Pressform 20 aufweist.

Die Vorrichtung 200 weist, analog zu der Figur 1, eine Mikrowellenkammer 40 auf, die mit einem Deckel 41 verschlossen ist. Die Pressform 20 erstreckt sich mit ihrem oberen Ende durch den Deckel 41 hindurch. Der Boden 24 der Pressform 20 bildet zugleich auch den Abschluss der Mikrowellenkammer 40 nach unten. Das Bodenteil 24 geht in ein mikrowellendichtes Rohr 25 über. In der Figur 3 ersichtlich ist die Formtrennebene an der Press formhäl fte 20A mit einem darin angeordneten feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 , der in einen hier nicht näher bezeichneten Spalt 21 ( siehe Figur 4 ) mündet .

In den feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 münden mehrere Öf fnungen 23 durch welche die im Kanal 22 gesammelte Feuchtigkeit abgeführt werden kann . Alternativ kann durch diese Öf fnungen 23 der Kanal 22 ebenfalls mit Druck beaufschlagt werden .

Im Bereich der Formtrennebene zwischen dem Boden 24 und den Press formhäl ften 20A und 20B sind ebenfalls Öf fnungen 23 im Boden 24 ersichtlich . Die Öf fnungen 23 münden ebenfalls in einem feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 der im Bereich der Formtrennebene zwischen dem Bodenteil 24 und den Press formhälften 20A und 20B im Bodenteil 24 angeordnet ist . Der Kanal 22 ist im Bodenteil 24 umlaufend angeordnet . Ebenfalls ist der Kanal 22 in der Press formhäl fte 20A entlang der gesamten Formtrennebene entlanglaufend ausgebildet und mündet in einen entsprechenden Spalt .

Auch durch die Öf fnungen 23 am Boden 24 kann Feuchtigkeit abgeführt werden und/oder der Kanal 22 mit Druck beaufschlagt werden .

Die Figur 4 zeigt ein Detail einer Schnittansicht durch die Press form 20 aus der Figur 3 . Die Schnittansicht erstreckt sich parallel zur Formtrennebene zwischen dem Boden 24 und den Pressformhäl ften 20A und 20B ( siehe Figur 3 ) . In der Figur ersichtlich und dargestellt sind die zwei Press formhäl ften 20A und 20B die entlang der Formtrennebene T aneinander anliegen . Ersichtlich ist , dass die zwei Press formhäl ften 20A und 20B eine Kavität bilden für die Aufnahme eines entsprechenden Rohlings . Ersichtlich ist , dass an der Formtrennebene im Bereich der Kavität ein Spalt 21 ausgebildet ist , der in Richtung in die Press form 20 hinein, also in eine Wandung der Press form 20 hinein, in einen feuchtigkeitsabführenden Kanal 22 mündet . Sowohl der Spalt 21 als auch der Kanal 22 sind in den Pressformhälften 20A und 20B je hälftig ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Innere der Pressform, also die Kavität, in radial nach aussen gerichteter Richtung durch den Spalt 21 mit dem Kanal 22 verbunden. Im geschlossenen Zustand liegen die Pressformhälften 20A und 20B in gleicher Richtung hinter dem Kanal 22 dicht aneinander an.

Die Figur 5, 6 und 7 zeigen je eine perspektivische Ansicht einer alternativen Pressform 20. Alle Pressformen 20 weisen zwei Pressformhälften 20A und 20B (nicht gezeigt) sowie einen Boden 24 auf. Der Boden 24 mündet bei allen Aus führungs formen in ein mikrowellendichtes Rohr 25. Der Boden 24 ist identisch ausgebildet wie der Boden 24 der zu der Figur 3 beschrieben ist. In der Aus führungs form gemäss der Figur 5 weist der f euchtigkeitsabfüh- ren Kanal 22 in der Pressformhälfte 20A keine weiteren Öffnungen auf. In der Aus führungs form gemäss der Figur 6 weist der feuch- tigkeitsabführenden Kanal 22 in einem oberen Bereich Öffnungen 23 auf. Diese entsprechen den Öffnungen 23 die zu der Figur 3 beschrieben sind. Die Aus führungs form gemäss der Figur 6 entspricht jener gemäss der Figur 3. Die Aus führungs form gemäss der Figur 7 entspricht in Bezug zum feuchtigkeitsabführenden Kanal

22 der Aus führungs form gemäss der Figur 5. Es sind somit im Kanal 22 keine weiteren Öffnungen vorgesehen. Hingegen sind in einem oberen Bereich der Pressform 20, vorliegend in einem Halsbereich, zusätzliche Spalten 21 vorgesehen, die direkt in die Kavität der Pressform 20 münden. Diese sind jedoch in einem Bereich der Pressform angeordnet, der einem Bereich des Rohlings entspricht, der nach dem Reduzieren des Wassergehaltes vom Rohling abgetrennt wird. Es versteht sich, dass die Ausführungsform gemäss der Figur 7 auch mit der Aus führungs form gemäss der Figur 6 kombinierbar ist.

Die Figur 8 zeigt beispielhaft weitere typische faserbasierte Behälter, die mittels des vorliegend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden können. So ist ein Behälter 100 ersichtlich, der dem Behälter 100 aus der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 entspricht . Dieser Behälter 100 ist ebenfalls in der Form einer Flasche und weist zudem am Flaschenhals ein Gewinde auf . Der Behälter 100 ' ist in der Form einer Schale , der Behälter 100 ' ’ in der Form eines Bechers .

Die Figur 9 zeigt beispielhaft einen typischen faserbasierten Verschluss 300 , der mittels des vorliegend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden kann .