用于制造双壁结构的方法以及由该方法形成的结构

文档序号:862589 发布日期:2021-03-16 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 用于制造双壁结构的方法以及由该方法形成的结构 (Method for manufacturing double-walled structures and structures formed by the method ) 是由 大卫·A·皮尔斯 于 2019-07-19 设计创作,主要内容包括:本文献涉及一种用于制造可丢弃式双壁结构的方法,该双壁结构包括内壁部分(51)和外壁部分(52),该内壁部分环绕产品空间、具有截面、并且沿着垂直于该截面的轴向方向在轴向间隔开的第一部分与第二部分之间延伸,该外壁部分至少部分地环绕该内壁部分(51),其中,在该内壁部分与外壁部分之间形成了隔热空间。该方法包括:以一件式来形成该内壁和外壁(51,52),使得该内壁和外壁在该第一轴向部分处相连,并且如在垂直于该轴向方向的方向上看到的至少部分地重叠;以及将该内壁部分(51)和外壁部分(52)沿垂直于该轴向方向的方向朝向该内壁部分(51)和外壁部分(52)中的另一个在该第二轴向部分处弯折,以形成该隔热空间。(The present document relates to a method for manufacturing a disposable double-wall structure comprising an inner wall portion (51) surrounding a product space, having a cross-section and extending between axially spaced first and second portions along an axial direction perpendicular to the cross-section, and an outer wall portion (52) at least partially surrounding the inner wall portion (51), wherein an insulating space is formed between the inner and outer wall portions. The method comprises the following steps: forming the inner and outer walls (51,52) in one piece such that they are connected at the first axial portion and at least partially overlap as seen in a direction perpendicular to the axial direction; and bending the inner wall portion (51) and the outer wall portion (52) in a direction perpendicular to the axial direction toward the other of the inner wall portion (51) and the outer wall portion (52) at the second axial portion to form the heat insulating space.)

用于制造双壁结构的方法以及由该方法形成的结构

技术领域

本披露涉及一种用于制造可丢弃式的双壁结构的方法、以及一种可以根据该方法生产的双壁结构。

背景技术

在供应食物、尤其是快餐或其他预烹制食物时,通常使用可丢弃式产品。在供应饮料时也通常使用可丢弃式产品。

旨在以与周围环境温度显著不同的特定温度供应和/或食用的食品通常被供应在完全或部分隔热的容器中。这样的隔热可以用来保持食物或饮料的温度,并且保护使用者免受伤害或不适,就像热饮料一样。

因此,通常需要能够提供隔热的可丢弃式产品。

此外,并且特别是响应于环境问题,期望使用对环境友好的产品,这对于基于聚合物的产品通常不是这种情况。理想地,产品应是可回收的和/或可生物降解的。

此外,产品应可以以低成本且大批量生产,并且它们应优选具有吸引人的外观。

从WO 2016101976 A1中已知了一种用于通过对多孔模具施加浆料层并通过同时加热和加压浆料层同时穿过模具壁抽真空来从浆料中去除水,来由纸浆浆料生产产品的方法,该模具壁的另一侧与浆料层接触。

需要一种用于制造具有隔热特性的可丢弃式产品的新方式,这些产品是环境友好的并且可以以低成本生产。

发明内容

本披露的目的是提供一种用于制造可丢弃式的、在可以容易回收的意义上还是环境友好的、以及在美学上令人愉悦的包装物或餐具的改进概念。一个特定的目的是提供具有隔热特性的餐具,例如杯子或碗。

本发明由所附的独立权利要求限定,其中在独立权利要求、以下描述和附图中阐述了实施例。

根据第一方面,提供了一种用于制造可丢弃式的双壁结构的方法。该双壁结构包括内壁部分和外壁部分,该内壁部分环绕产品空间、具有截面、并且沿着垂直于该截面的轴向方向在轴向间隔开的第一部分与第二部分之间延伸,该外壁部分至少部分地环绕该内壁部分,其中,在该内壁部分与外壁部分之间形成了隔热空间。该方法包括:以一件式来形成该内壁和外壁,使得该内壁和外壁在该第一轴向部分处相连,并且如在垂直于该轴向方向的方向上看到的至少部分地重叠;以及将该内壁部分和外壁部分沿垂直于该轴向方向的方向朝向该内壁部分和外壁部分中的另一个在该第二轴向部分处弯折,以形成该隔热空间。

产品空间的圆周在没有任何连结的意义上可以是连续的。这些轴向部分可以是端部分并且可以与结构的轴向端重合。替代性地,壁部分仅部分地重叠,如在轴向方向上看到的,其中隔热空间可以跨结构的轴向长度的一部分延伸。

如在垂直于轴向方向的方向上看到的,隔热空间的最大厚度可以大于内壁部分的厚度、优选地为内壁部分的厚度的至少两倍或至少三倍。

内壁部分和外壁部分可以相对于轴向方向成不同的角度延伸。特别地,如在包含截面的几何重心的平面中看到的,内壁和外壁具有大于0度且小于100度的角度、优选地为5-80度、5-40度或10-30度。

该截面可以是大致弯曲的,比如圆形、卵形、椭圆形、超椭圆形、超圆形。

该截面可以是大致多边形的,比如矩形、方形、五边形、六边形、七边形、八边形等。

该截面可以沿着轴向方向变化。特别地,该截面可以从第一轴向部分朝向第二轴向部分渐缩。特别地,锥度可以在轴向长度的至少50%、优选地至少70%或至少90%上是线性的。

如上所述的方法可以用于生产双壁结构或套筒。

该形成可以包括对第一压制工具的第一压制模具部件的成型表面施加材料,并且随后将该材料在该第一压制工具的第一压制模具部件与第二压制模具部件之间压制。

压制工具的工作方向(即,模具相对移动的方向)对应于轴向方向。典型地,可以沿着轴向方向在压制模具部件之间施加压制力。

该形成可以进一步包括将该被压制的材料转移至第二压制工具的第一压制模具部件的成型表面,并且随后将该材料在该第二压制工具的第一压制模具部件与第二压制模具部件之间压制。

该形成可以进一步包括将该被压制的材料转移至第三压制工具的第一压制模具部件的成型表面,并且随后将该材料在该第三压制工具的第一压制模具部件与第二压制模具部件之间压制。

该形成可以包括通过该第一和第二压制模具部件中的至少一个进行的抽真空和施加热量中的至少一个。

该形成可以进一步包括将该材料沉积在该第一压制工具的相应成型表面上、或者在单独的成型工具上,并且随后将该材料转移至该第一压制工具。

可以通过将成型表面浸入浆料中、通过将浆料喷涂或滚动到成型表面上、或者通过将材料在拾取工具中预成型并将其转移到成型表面来实现沉积。

这些壁部分可以由纸浆材料形成。

这样的材料是熟知的且可获得的。典型地,通过浸入或喷涂,用水中的悬浮液进行施加。

可以执行该弯折,其中纸浆浆料层的初始水含量按重量计为约45-65%、典型地为约50-60%,或其中该纸浆浆料层的初始水含量按重量计为约25-45%、优选地按重量计为约30-40%。

最终水含量按重量计可以少于约5%、优选地按重量计少于约1%。

该形成可以包括在该内壁部分和外壁部分中的至少一个中限定至少一个折叠标记。

折叠标记可以适于实现周向收缩。替代性地或作为补充,可以设置折叠标记来允许在垂直于周向方向的方向上收缩。

折叠标记可以由一个或多个狭缝、凹槽、或凹陷形成。

折叠标记可以被形成为材料中较细的线或部分。

在特定情况下,折叠标记可以沿着结构的轴向方向延伸。

还可以使壁部分的待折起且因此不暴露的那些部分更薄。这可以通过对模具的对应部分施加较低的真空水平或较低的孔隙率来实现。

该弯折可以包括使该内壁部分和外壁部分中的至少一个沿至少周向方向收缩。

可以通过预形成的折叠标记来促进收缩。然而,折叠标记对于实现收缩不是必需的,特别在已经从材料中去除太多溶剂之前进行收缩的情况下。

作为在内壁部分和外壁部分中的至少一个中限定至少一个折叠标记的替代方案,该形成可以包括形成外壁部分使得提供至少两个壁舌片,其中这些壁舌片被狭缝分开。

这提供了生产双壁结构的成本有效方式。与限定折叠标记并使内壁部分和外壁部分中的至少一个收缩相比,可以减小材料的使用以及用于生产双壁结构的时间。

这些壁舌片的壁舌片长度可以对应于轴向间隔开的第一部分与第二部分之间的第一距离的±15%、优选地±10%。

该狭缝的狭缝长度可以对应于壁舌片长度的75-100%、优选地85-100%、并且更优选地95-100%。

该弯折可以包括将这些壁舌片弯折成使得狭缝的狭缝宽度小于5mm、优选地小于1mm、优选地小于0.5mm。

“狭缝宽度”被定义为被狭缝分开的相邻两个壁舌片之间的开放空间的宽度。

因此,在弯折步骤期间,可以将外壁部分的壁舌片朝向内壁部分在第二轴向部分处弯折,使得在内壁部分与包括壁舌片的外壁部分之间形成隔热空间,并且使得在相邻两个壁舌片之间基本上不存在开放空间。

该形成可以进一步包括将这些壁舌片形成为获得向外延伸的凸曲率,如从该内壁部分看到的。

因此,壁舌片可以获得向外鼓起形状,如从内壁部分看到的。

因此,当内壁部分和外壁部分中的至少一个沿垂直于轴向方向的方向朝向内壁部分和外壁部分中的另一个弯折时,外壁部分的壁舌片可以从内壁部分鼓出,使得在内壁部分与外壁部分之间形成隔热空间。

该形成可以进一步包括形成第一壁舌片的第一部分,使得提供第一锁定表面;以及邻近于该第一壁舌片形成第二壁舌片的第二部分,使得提供第二锁定表面,其中,该第一和第二锁定表面基本上匹配使得它们能够互锁。

第一锁定表面和第二锁定表面可以设置在狭缝的相反侧上、沿基本上轴向方向沿着壁舌片长度的至少一部分延伸。

弯折可以进一步包括将壁舌片弯折成使得第一和第二壁舌片至少部分地重叠,以及使得第一和第二锁定表面互锁。

该方法可以进一步包括将内壁部分和外壁部分在所述第二轴向部分处连结。

这样的连结可以包括将第一和第二壁部分的第二部分粘附。

该方法可以进一步包括在内壁部分与外壁部分之间的接触表面的至少一部分之间提供额外的层。

这样的额外的层可以包括纤维素膜,其可选地可以包括至少一个粘合剂层。

该方法可以进一步包括形成这些壁部分中的至少一个壁部分的第二轴向部分,使得实现残余变形以维持该双壁结构的形状。

残余变形可以通过折叠纸存储器来实现。因此,内壁部分和外壁部分可以被折叠并以不需要粘合剂的方式来连结。

根据第二方面,提供了一种用于形成接收座的方法,其中,该方法包括上文根据第一方面描述的方法,其中,第一轴向部分具有产品空间的开放端,并且第二轴向部分具有产品空间的封闭端。

该弯折可以包括:将外壁部分的第二轴向部分径向地向内折叠以与产品空间的封闭端至少部分地重叠。

根据第三方面,提供了一种可丢弃式的双壁结构,该双壁结构包括内壁部分和外壁部分,该内壁部分环绕产品空间、具有截面、并且沿着垂直于该截面的轴向方向在轴向间隔开的第一部分与第二部分之间延伸,该外壁部分至少部分地环绕该内壁部分,其中,在该内壁部分与外壁部分之间形成了隔热空间。该内壁部分和外壁部分以一件式材料形成,并且通过所述材料件的连续弯折或折叠来形成内壁部分与外壁部分之间的、在所述轴向间隔开的部分之一处的第一过渡部。

其中一个轴向间隔开的部分可以形成封闭端,并且另一个部分可以形成开放端,使得空间限定了轴向开放的接收座。

内壁部分或外壁部分可以包括至少一个径向台阶结构。

该径向台阶结构可以被设置为连续的周向台阶、或一个或多个部分周向台阶部分。

该台阶结构可以位于该壁部分的最靠近开放端的这部分内,并且所述部分优选地对应于该壁部分的轴向范围的50%、优选地33%、并且更优选地25%。

该台阶结构可以提供内壁部分与外壁部分之间的距离的变化,其中,该变化对应于内壁部分(51)与产品空间的中心之间的距离的1-20%、优选地1-10%、更优选地3-10%。

该第一过渡部可以形成该接收座的轮缘。

外壁部分的第二轴向部分可以径向地向内延伸以在封闭端处与底部至少部分地重叠。

该内壁部分和/或外壁部分可以包括位于接收座的底部的圆周处的至少一个凹陷。

该至少一个凹陷可以用于藏纳在将第二轴向部分径向地向内延伸以在封闭端处与底部至少部分地重叠时提供的多余材料。

在内壁部分与外壁部分之间、在所述轴向间隔开的部分的另一个部分处的第二过渡部可以通过第一壁部分与第二壁部分之间的连结来形成。

内壁部分和外壁部分中的至少一个可以是旋转对称的。

该结构可以进一步包括沿着内壁和外壁中的至少一个延伸的至少一个折叠标记。

替代性地,外壁部分可以包括被狭缝分开的至少两个壁舌片。

这些壁舌片的壁舌片长度可以对应于轴向间隔开的第一部分与第二部分之间的第一距离的±15%、优选地±10%。

该狭缝的狭缝长度可以对应于壁舌片长度的75-100%、优选地85-100%、并且更优选地95-100%。

该狭缝的狭缝宽度可以小于5mm、优选地小于1mm、优选地小于0.5mm。

这些壁舌片可以具有向外延伸的凸曲率,如从该内壁部分看到的。

第一壁舌片和相邻的第二壁舌片可以至少部分地重叠。

重叠区域可以沿着壁舌片的轴向延伸边缘延伸。

第一壁舌片和第二壁舌片可以通过设置在该第一壁舌片上的第一锁定表面和设置在该第二壁舌片上的匹配的第二锁定表面互锁。

该结构可以由纸浆材料形成。

该结构可以进一步包括夹在该内壁部分与外壁部分的至少一部分之间的粘合剂层。

该结构可以进一步包括夹在该内壁部分与外壁部分的至少一部分之间的密封层。

该密封层可以适于用作蒸汽和/或湿气屏障。

该密封层可以是可生物降解材料、例如纤维素膜(比如玻璃纸)。

该密封层可以具有套筒的形式。

该粘合剂层和该密封层可以是相同或不同的层。

该开放端可以适于以一种方式接纳并可拆卸地附接盖子,使得形成封闭端。

“可拆卸地附接”是指在结构与盖子之间建立的附接不是永久的,即这两个部分可以分开和附接多次而不被破坏。

该结构可以被形成为使得产品空间的圆周在不具有任何连结的意义上是连续的。

附图说明

图1a至图1c示意性展示了模制装置。

图2示意性展示了生产过程。

图3a至图3c示意性展示了用于形成双壁容器的方法。

图4a至图4c示意性展示了用于形成双壁容器的第一型式的方法。

图5a至图5c示意性展示了用于形成双壁容器的第二型式的方法。

图6示意性展示了双壁容器的第三型式。

图7示意性展示了双壁容器的第四型式。

图8a至图8m示意性展示了用于形成双壁容器的成型步骤。

图9示意性展示了层压层的第一设计。

图10示意性展示了层压层的第二设计。

图11a至图11d示意性展示了呈杯子形式的双壁结构、和盖子的一个实施例。

图12a至图12g示意性展示了用于形成双壁容器的第五型式的方法。

具体实施方式

图1a示意性展示了拾取工具1,该拾取工具部分地浸入装有纸浆浆料2的容器1中。该拾取工具安装至工具固持器11上,该工具固持器与拾取工具一起限定了真空腔室12,该真空腔室连接至压力调节器P1。该压力调节器可以具有选择性地产生至少部分真空(即,空气压力低于环境空气压力)和/或高于环境空气压力的空气压力的能力。

当拾取工具浸入纸浆浆料2中时,压力调节器P1可以产生真空,以致使纸浆纤维3粘至拾取工具10的产品面上。

图1b示意性展示了将纸浆纤维3转移至转移工具20的拾取工具10。该转移工具可以连接至第二压力调节器P2,该第二压力调节器能够产生真空或空气压力。该转移工具还可以安装在转移工具固持器21上以限定真空腔室22,该真空腔室连接至第二压力调节器。

在将浆纤维3从拾取工具转移至转移工具期间,第一压力调节器P1可以产生高于环境压力的空气压力,以致使纸浆纤维从拾取工具释放。

替代性地,或作为补充,第二压力调节器P2可以产生真空,以致使纸浆纤维被转移工具20接收。

图1c示意性展示了包括凸形压制工具30和凹形压制工具40的压制布置。压制工具中的一个或两个可以安装在相应的工具固持器31、41上并且连接至相应的真空腔室32、42。这些真空腔室可以连接至相应的压力调节器P3、P4。

压制工具中的一个或两个可以设有加热元件33、43,这些加热元件可以通过能量供应E1、E2通电并且可选地由控制器C控制。可以通过电加热元件、热空气或液体、或感应来实现加热。

压制工具及其相关联的工具固持器可以相对于彼此在打开位置与压制位置之间可移动,在打开位置时,可以插入部分模制的纸浆产品,在压制位置时,压制工具被迫朝向彼此,由此将产品3”在相应的工具30、40的产品面之间压制。

当在压制位置时,可以通过加热器33、43中的一个或两个来提供热量。

在压制步骤期间,一个或两个压力调节器P3、P4可以提供真空来辅助从产品3”中排出水蒸汽。

作为替代方案,一个压力调节器可以提供真空,而另一个提供高于环境空气压力的压力。

可选地,在压制过程期间,热空气可以被引入穿过模具(图1c)。

应注意的是,可以使用两个或更多个相继的压制步骤,例如以逐渐形成产品3”的全部或一部分,和/或对产品施加额外的特征,比如涂层、装饰等。

在一个实施例中,根据关于图1a、图1b和图1c已经描述的内容来执行步骤。

参见图2,现在将描述生产过程。

在第一步骤101中,提供纸浆浆料层,例如如参见图1a描述的,其中可以将多孔拾取工具浸没在纸浆浆料中,并且对拾取工具的后侧施加真空。

替代性地,可以通过涂覆操作、比如喷涂来对拾取工具施加纸浆浆料。

拾取工具的多孔壁部分的表面孔隙率可以为40-75%,其中孔洞大小为0.1-0.7mm的直径、优选地0.25-0.6mm。

在第二步骤102中,将纸浆浆料层从拾取工具转移至第一压制工具。可以通过拾取工具或通过单独的转移工具来执行该转移,该单独的转移工具可以具有多孔的转移工具壁部分。在转移步骤期间,可以对转移工具壁的后侧施加真空,使得纸浆浆料层被固持在转移工具壁上。为了将纸浆浆料层从转移工具壁上释放,可以替代地对转移工具壁的后侧施加加压空气。

替代性地,可以将纸浆浆料层直接施加至第一压制工具。即,可以通过对第一压制工具的多孔成型面上施加纸浆浆料来在第一压制工具上直接形成纸浆浆料层。可以通过将第一压制工具的具有多孔壁部分的工具部件浸没在纸浆浆料中并且对多孔壁部分的后侧施加真空,来对第一压制工具直接施加纸浆浆料层。替代性地,可以通过涂覆操作、比如喷涂来对第一压制工具的多孔成型面施加纸浆浆料。

在第三步骤103中,可以在第一压制工具中压制纸浆浆料层,该第一压制工具可以包括一对配合的工具部件,其中一个可以具有多孔壁部分,该多孔壁部分接触纸浆浆料层并且可以通过该多孔壁部分来抽真空。

在这个第一压制步骤103中,对多孔壁部分的后侧施加低于周围环境压力的压力,由此在多孔壁部分的后侧处产生真空,以致使溶剂蒸汽、比如蒸气通过工具抽出。

第一成型工具的多孔壁部分的表面孔隙率可以为40-75%,其中孔洞大小为0.1-0.7mm、优选地0.25-0.6mm。

对多孔壁部分的后侧施加的压力可以在低或中真空水平的数量级上。即,第一压力可以为200-900mbarA(毫巴绝对值)、优选地300-800mbarA。

第一模具的成型面可以被加热至约150-500℃、优选地150-400℃、200-500℃、200-400℃、或200-300℃、并且在大多数情况下为240-280℃。典型地,可以加热接触纸浆浆料层的至少一个模具面。即,可以加热第一模具部件和第二模具部件中的一个。

模具面之间的压制压力可以在约390-1570kPa的数量级上,并且在大多数情况下为580-1170kPa。

可以在0.1-4.0秒、优选地0.5-2.0秒的第一压制时间期间施加压制压力。在大多数设置中,在0.5-1.5秒数量级上的压制时间是足够的,并且通常也为0.5-1秒。

典型地,在该第一步骤中,纸浆浆料层的初始水含量按重量计为70-90%,并且在已经执行压制步骤之后,最终水含量按重量计可以为45-65%、典型地按重量计为约50-60%。

在第一压制步骤103之后,可以将纸浆浆料层(现在已经去除了其大量溶剂)转移104至第二压制工具。转移104可以以与第一转移步骤102相同的方式并且用相似的设备来执行。第二压制工具可以被设计为基本上与第一压制工具相同。

在第二压制步骤105中,可以在第二压制工具中压制纸浆浆料层,该第二压制工具可以包括一对配合的工具部件,其中一个可以具有多孔壁部分,该多孔壁部分接触纸浆浆料层并且可以通过该多孔壁部分来抽真空。在这个第二压制步骤105中,对多孔壁部分的后侧施加低于周围环境压力的压力,由此在多孔壁部分的后侧处产生真空,以致使溶剂蒸汽、比如蒸气通过工具抽出。

第二成型工具的多孔壁部分的表面孔隙率可以为25-50%,其中孔洞大小为0.1-1.2mm、优选地0.25-1.0mm。

在第二压制步骤中,对第二模具的多孔成型面的后侧施加的绝对压力可以为200-900mbarA、优选地为300-800mbarA、但始终大于第一压制步骤中的绝对压力。

第二模具的成型面可以被加热至约110-500℃、优选地110-400℃、150-500℃、150-400℃、200-500℃、200-400℃、或200-300℃、并且在大多数情况下为240-280℃。典型地,可以将构成第二模具并且接触纸浆浆料层的所有模具面加热。

模具面之间的压制压力可以在约390-1570kPa的数量级上,并且在大多数情况下为580-1170kPa。

可以在0.1-4.0秒、优选地0.5-2.0秒的第二压制时间期间施加压制压力。在大多数设置中,在0.5-1.5秒数量级上的压制时间是足够的,并且通常也为0.5-1秒。

典型地,在这个第二压制步骤中,纸浆浆料层的初始水含量按重量计可以为约45-65%、典型地为约50-60%。

最终水含量按重量计可以为约25-40%、优选地为约30-35%。

在第二压制步骤105之后,可以将纸浆浆料层(现在已经去除了其大量溶剂)转移106至第三压制工具。转移106可以以与第一转移步骤102和/或第二转移步骤104相同的方式并且用相似的设备来执行。第三压制工具可以被设计为基本上与第一压制工具相同。

在第三压制步骤107中,可以在第三压制工具中压制纸浆浆料层,该第三压制工具可以包括一对配合的工具部件,其中一个可以具有多孔壁部分,该多孔壁部分接触纸浆浆料层并且可以通过该多孔壁部分来抽真空。在这个第三压制步骤107中,对多孔壁部分的后侧施加低于周围环境压力的压力,由此在多孔壁部分的后侧处产生真空,以致使溶剂蒸汽、比如蒸气通过工具抽出。

第三成型工具的多孔壁部分的表面孔隙率可以为25-50%,其中孔洞大小为0.1-1.2mm、优选地0.25-1.0mm。

在第三压制步骤中,在第三模具的多孔壁部分的后部处提供的绝对可以为200-900mbarA、优选地为300-800mbarA、但始终大于第二压制步骤中的绝对压力。

第三模具的成型面可以被加热至约100-400℃、优选地100-300℃、150-400℃、150-300℃、200-300℃、或200-280℃、并且在大多数情况下为240-280℃。典型地,可以将构成第三模具并且接触纸浆浆料层的所有模具面加热。

模具面之间的压制压力可以在约390-1570kPa的数量级上,并且在大多数情况下为580-1170kPa。

可以在0.1-4.0秒、优选地0.5-2.0秒的第三压制时间期间施加压制压力。在大多数设置中,在0.5-1.5秒数量级上的压制时间是足够的,并且通常也为0.5-1秒。

典型地,在这个第三压制步骤中,纸浆浆料层的初始水含量按重量计可以为约25-45%或25-40%、优选地按重量计为约30-40%或30-35%,并且最终水含量按重量计可以少于约5%、优选地按重量计少于约1%。

在第三压制步骤107之后,可以将纸浆浆料层(现在已经去除了其大部分溶剂)从机器转移108出。

可选地,可以对如此基本上干燥的产品执行额外的步骤,比如表面处理、切割或印刷。接着可以将该产品包装、储存、和运输。

应注意的是,第三压制步骤107、以及因此其相关的转移步骤106是可选的。因此,该过程可以在第二压制步骤105之后紧接着进行输出步骤108然后结束。

因此,在第一压制步骤中,纸浆浆料层的初始水含量按重量计可以为70-90%,并且最终水含量按重量计可以为25-50%、优选地按重量计为约30-35%。

在第二压制步骤中,纸浆浆料层的初始水含量按重量计可以为约或25-50%、优选地按重量计为约或30-35%,并且最终水含量按重量计可以少于约5%、优选地按重量计少于约1%。

参见图3a至图3c,展示了用于形成一件式双壁结构的一般原理。这样的双壁结构可以是用于将储存和/或供应处于不同于环境温度的温度的食物或饮料的容器。

如图3a至图3c所示,参见具有大致圆形截面的杯子给出了示例。

在图3a至图3b中,展示了在第一轴向部分处具有开放端55以及在第二轴向部分处具有封闭端56的杯子5。杯子5进一步具有内壁部分51和外壁部分52,该外壁部分环绕内壁部分51与之重叠。

通过将外壁部分52向内折叠并且将外壁部分52的位于第二轴向部分521处的自由端附接至内壁51上同时在内壁部分51与外壁部分52之间留下间隙,来在内壁部分与外壁部分之间形成隔热空间。

通过将外壁部分52向内折叠,在内壁部分51与外壁部分52之间形成第一过渡部53。第一过渡部53可以形成杯子5的轮缘。

通过将外壁部分52的自由端与内壁部分51连结并附接,在内壁部分51与外壁部分52之间形成第二过渡部54。

在所展示的示例中,外壁部分52具有多个折叠标记6。这些折叠标记6可以通过壁厚度减小的长形区域提供。

作为替代方案,外壁部分52可以代替地设有多个切除部分(未示出)。

内壁部分51也可以设有多个折叠标记6。

参见图3c,可以看到已经如何使用折叠标记6来藏纳通过将外壁部分52向内折叠而提供的多余材料。

作为又一个替代方案,可以将外壁部分52形成为包括被狭缝分开的至少两个壁舌片525a、525b。

这些壁舌片525a、525b的壁舌片长度可以对应于轴向间隔开的第一部分与第二部分之间的第一距离的±15%、优选地±10%。

该狭缝的狭缝长度可以对应于壁舌片长度的75-100%、优选地85-100%、并且更优选地95-100%。

图12d至图12f展示了包括四个壁舌片525a-525d的外壁部分52。

这些壁舌片525a-525d可以被形成为获得向外延伸的凸曲率,如从内壁部分看到的。

因此,壁舌片525a-525d可以被形成为获得鼓起形状,如从内壁部分看到的。

图12a至图12b展示了已经被形成为获得凸曲率之前的壁舌片。图12c展示了已经被形成为具有凸曲率的壁舌片525。

可以在弯折步骤(即,将内壁部分和外壁部分中的至少一个沿垂直于轴向方向的方向朝向内壁部分和外壁部分中的另一个在第二轴向部分处折叠以形成隔热空间)之前或期间,形成获得凸曲率的壁舌片。

因此,壁舌片可以在将内壁部分和外壁部分的壁舌片中的至少一个沿垂直于轴向方向的方向朝向内壁部分和外壁部分中的另一个在第二轴向部分处折叠之前,获得凸曲率。

作为替代方案,壁舌片可以在弯折步骤期间获得凸曲率。

因此,当弯曲形状的壁舌片的位于第二轴向部分处的相应自由端521a-521d连结并附接至内壁51上时,壁舌片可以从内壁部分鼓出,使得在内壁部分与包括壁舌片的外壁部分之间形成隔热空间。

外壁部分52的壁舌片525a-525d可以被形成且折叠成在两个相邻的壁舌片之间基本上不存在重叠或开放空间。

替代性地,壁舌片可以被形成且折叠成在两个相邻的壁舌片之间至少存在部分重叠。

重叠区域可以沿着舌片的轴向延伸边缘延伸。

因此,在弯折之后,将两个壁舌片分开的狭缝的狭缝宽度可以小于5mm、优选地小于1mm、优选地小于0.5mm,

另外,形成壁舌片可以进一步包括:形成第一壁舌片525a的第一部分,使得提供第一锁定表面526;以及邻近于第一壁舌片形成第二壁舌片525b的第二部分,使得提供第二锁定表面527。第一锁定表面526和第二锁定表面527基本上匹配使得它们可以互锁。

第一锁定表面和第二锁定表面可以设置在狭缝的相反侧上、沿基本上轴向方向沿着壁舌片长度的至少一部分延伸。

弯折步骤可以进一步包括将壁舌片弯折成使得第一和第二壁舌片至少部分地重叠,以及使得第一锁定表面526和第二锁定表面527互锁。

图12g示意性展示了两个重叠的壁舌片525a、525b,壁舌片设有匹配的可以互锁的第一锁定表面526和第二锁定表面527。然而,应理解的是,可以提供第一和第二锁定表面的其他实施例。

可以例如使用粘合剂混合物、粘合剂层压件或胶水,来将外壁部分52的位于第二轴向部分521处的自由端、或外壁部分的壁舌片的位于第二部分处的自由端附接至内壁部分51上。作为另一个选择,可以将内壁部分51和/或外壁部分52的对应但有限部分保持足够湿润以能够将它们粘合在一起,而无需添加任何另外的材料来提供粘合剂功能。

作为又一个选择,由于材料可以在成型步骤之后维持其形状,因此可以不再需要粘附。

图4a至图4b示意性展示了根据图3a至图3c处理的纸浆材料的截面。图4a至图4b提供了外壁部分52的自由端如何径向地向内朝向内壁部分51折叠的更清楚图。

图4c示意性展示了可以如何施加层压材料8层来将内壁部分51和外壁部分52彼此紧固并且可选地提供改善的密封,以维持气体或液体进入和/或离开容器。

图9至图10示意性展示了可以如何将膜片转换成适合的结构以层压至如本文披露的双壁结构。

图5a至图5c示意性展示了可以如何形成替代性双壁结构。

参见图5a,外壁部分52的位于第二轴向部分521处的自由端的轴向最外部分设有一个或多个延伸部522。延伸部522可以绕外壁部分52的自由端一直连续地延伸,或者可以被形成为一个、两个、或更多个舌片。

参见图5b,外壁部分52以与如4a至图4c所示的相同方式径向地向内折叠,其中舌片轴向地延伸超过内壁部分51的第二端。

如图5c所示,延伸部522随后进一步径向地向内折叠以与双壁结构5的封闭端56的底部至少部分重叠。

在这个位置时,延伸部522可以粘附至底部上或者不使用者粘合剂留下,如关于图4a至图4c披露的。

可以沿着底部的圆周形成折痕,由此形成圆周折痕,其中,折痕可以设有至少一个凹陷,优选地沿着圆周具有连续的多个凹陷。该一个或多个凹陷可以用于藏纳在将延伸部522径向地向内折叠时产生的多余材料。

图6示意性展示了又一种型式,其中图5a至图5c所示的延伸部522已经超过底部折叠并弯曲,以形成轴向地位于底部与相应延伸部522之间的一个或多个轮缘空间523。例如,可以提供连续的轮缘空间。

图7示意性展示了又一种型式,其中外壁部分52已经背离内壁部分51径向地向外折叠,使得形成手柄部分524。

可以通过形成如上文讨论的折叠标记6来促进这样的形成。

例如,如图6和图7所示,内壁部分51可以包括径向台阶结构7,该径向台阶结构位于壁部分的最靠近开放端55的这部分内。壁部分的最靠近开放端55的这部分优选地对应于壁部分的轴线范围的50%、优选地33%、并且更优选地25%。

另外或替代性地,径向台阶结构7可以设置在外壁部分52处。另外,径向台阶结构7可以被设置为连续的周向台阶、或一个或多个部分周向台阶部分。

台阶结构7提供了内壁部分51与外壁部分52之间的距离的变化,其中该变化对应于内壁部分51与产品空间的中心之间的距离的1-20%、优选地1-10%、更优选地3-10%。

参见图8a至图8m,现在将给出关于可以如何基本上使用上文关于图2概述的生产过程来生产类似于图3a至图3c和图4a至图4c所示的双壁结构的描述。

图8a至图8m示意性展示了工具和纸浆产品,该纸浆产品具有如图8a至图8m指示的截面的旋转对称形状。

在初始拾取步骤中,在拾取工具上沉积纸浆层300,并且随后将其转移至第一压制工具的第一部件210(如图8a所示)。

如图8b所示,随后接合第一压制工具的第二部件211,使得纸浆层300在第一压制工具的第一部件210与第二部件211之间压制,由此执行第一压制步骤103。

在这个压制步骤中,可以加热工具部件210、211中的至少一个,如上所述,并且可以通过工具部件中的一个或两个来施加真空。

在图8c中,第一压制工具的第二部件211已经移除,并且纸浆层300’准备从第一压制工具的第一部件210上抬离。

在图8d中,接合了第一转移工具410,通过转移工具的成型表面来施加真空。可选地,可以通过第一压制工具的第一工具部件210的成型表面来施加过压,使得有助于释放纸浆层300’。

在图8e中,纸浆层300’被第一转移工具410接合并且朝向第二压制工具转移。

在图8f中,纸浆层300’已经被卸载到第二压制工具的第一部件220中。

在图8g中,已经接合第二压制工具的第二部件221以将纸浆层300’在第二压制工具的第一部件220与第二部件221之间压制,由此执行第二压制步骤105。在这个压制步骤中,可以加热工具部件中的至少一个,如上所述,并且可以通过工具部件220、221中的一个或两个来施加真空。

图8h展示了已经移除第二压制工具的第二部件221之后,第二压制工具的第一部件220。

图8i展示了第二转移工具420的接合。第二转移工具420具有接合表面421(适于支承在纸浆层上以被固持的多孔表面),该接合表面仅接合纸浆层300”的一部分。如该示例所示,仅接合了内壁部分51的内表面,而外壁部分52可自由移动。

图8j展示了被第二转移工具420接合并且朝向第三压制工具转移的纸浆层300”。

此时,外壁部分52从纸浆层300”的轴向部分相对于轴向方向成一定角度向外延伸。

如在轴向方向上看到的,第二转移工具420的轴向远侧部分在其径向外侧上被底切。

图8k展示了第二转移工具420如何被引入第三压制工具的第一部件230中。在该引入期间,纸浆层300”的外壁部分52径向地向内折叠,使得外壁部分52的第二轴向部分接近内壁部分51的第二轴向部分。

如图8l所示,一旦第二转移工具420已经从第三模具的第一部件230中移除,外壁部分52的第二轴向部分521就可径向地向外移动。例如,在外壁部分52的自由端的位于第二轴向部分521处的位置处,第三模具的第一部件230的直径可以大于外壁部分52的自由端的直径,使得在模具面与外壁部分52的自由端之间存在周向空间。

图8m展示了第三压制工具的第二部件231如何接合以完成产品的成型,由此执行第三压制步骤107。

如图8m所示,第三压制工具的第二部件231被设计用于仅靠近第二轴向部分将纸浆层300”、并且更具体地压制外壁部分52的位于第二轴向部分521处的自由端抵靠内壁部分51的第二轴向部分径向地向内压制。

应注意的是,在接合第三模具的第二部件231之前,可以在外壁部分52的至少自由端与内壁部分51的第二轴向部分之间引入粘合剂、层压件、胶水等。

在一个实施例中,第三模具的第二部件321可以被设计用于仅在从纸浆层/产品的第二轴向端轴向延伸并且延伸了一定的区域中提供压制动作,该距离小于纸浆层/产品的总轴向长度的20%、优选地小于10%。

在另一个实施例中,第三模具的第二部件231可以被设计用于仅沿轴向方向提供压制动作,以夹紧纸浆层/产品的第二轴向端部分处的底部区域。

如上文提及的,在任何前述拾取或压制步骤之间的可选步骤中,可以施加层压材料8。可以对纸浆材料300、300’、300”的、至少部分地隐藏在内壁部分51与外壁部分52之间的表面部分施加层压材料8。优选地,对内壁部分51和外壁部分52中的经历最小变化的这个壁部分施加层压材料8。在图8a至图8m展示的示例中,优选的是,对内壁部分51的外表面施加层压材料8。

为此,层压材料8可以由膜片、例如纤维素膜(比如玻璃纸)形成。

参见图9,可以根据需要将膜片的外周边进行切割。可以将膜片进行预处理以提供多个折叠标记,例如适于形成底表面的一组折叠标记811和允许壁部分收缩以适配相关联纸浆产品的壁部分的一组径向延伸折叠标记812。因此,层压材料8的形成产品的壁的这部分可以设有折叠标记811、812,一旦层压材料8插入模具中并且与纸浆层压制在一起就准备将其打褶。

参见图10,展示了将层压材料8预成型的替代性方式,其中布置了底部成型部分83,并且由平坦的起始材料形成壁成型部分84,并且将它们设计成不重叠或仅在非常有限的程度上重叠。

当防水要求高并且层压材料薄时,根据图9的替代方案特别适合。如果层压材料厚或是刚性的,则根据图10的替代方案特别适合。

可选地,膜可以比如通过加热或通过使其经历一种或多种溶剂来软化。

另外或替代性地,双壁结构可以包括额外的密封层。该密封层可以具有套筒500的形式,如图12f所示。套筒500可以适于用作蒸汽和/或湿气屏障。套筒可以是可生物降解材料、例如纤维素膜(比如玻璃纸)。

应理解的是,在每个压制步骤103、105、107中,可以存在一组压制工具和一组独特的处理参数(包括压制时间、工具温度、压制温度、真空水平(对应通过压制工具抽出的真空而言))。因此,这些处理参数可以在不同的压制步骤之间变化。在下文的展示示例中,该过程是三步骤过程,以施加步骤开始,其中将拾取工具浸入纸浆浆料中,同时通过拾取工具的成型表面来抽真空。

在图3a至图3c、图4a至图4c、图5a至图5c、图6、图7、和图12a至图12f所示的示例中,形成了容器5,该容器的内壁部分51是基本上圆柱形或圆锥形(例如,截头圆锥形),并且该容器的外壁部分52在容器5的轴向开放端55处的轮缘处过渡成内壁部分51。

在初始成型步骤103期间,将外壁部分52形成为绕轮缘且沿着内壁部分51的轴向长度延伸的裙部。

可以将外壁部分形成为包括被狭缝分开的至少两个壁舌片525a、525b的裙部。

在第二成型步骤105期间,可以将外壁部分52或外壁部分的壁舌片径向地向内折叠,并且在第三成型步骤107期间,可以将外壁部分52或外壁部分的壁舌片连接至内壁部分51的第二轴向端,该第二轴向端是容器的轴向封闭端56。

在外壁部分包括至少两个壁舌片的情况下,这些壁舌片可以被形成为获得向外延伸的凸曲率,如从内壁部分看到的。

这些壁舌片可以被形成为在第一与第二成型步骤之间或者在第二和/或第三成型步骤期间、优选地在第二成型步骤之前获得凸曲率。

裙部壁可以从第一轴向端延伸接收座侧壁的50-150%长度、优选地80-150%、90-150%、或100-110%。

该裙部壁可以设有收缩手段,比如褶皱、狭缝等。

该裙部壁可以通过粘合剂连接至接收座。可以在接收座与裙部壁之间施加粘合剂膜、比如具有层压密封层的纤维素膜。

图11a至图11c展示了呈杯子5形式的双壁结构,其中接收座的开放端适于以一种方式接纳并可拆卸地附接盖子9,使得形成封闭端。

图11a至图11d进一步展示了用于封闭接收座的开放端的盖子9的一个可能的实施例。

该盖子包括中心部分91和环绕该中心部分的轮缘部分92。该轮缘部分包括最靠近中心部分91的轮缘内壁921、以及轮缘外壁922。

该外壁部分在过渡部分923处连接至内壁部分,该过渡部分位于外壁部分的第一轴向末端。自由端部分定位在外壁部分的第二轴向末端处。

另外,接收座的内壁51可以包括如上所述的台阶结构7,该台阶结构位于壁部分的最靠近开放端的这部分内,参见图11b。台阶结构7和过渡部分923可以协作以轴向地限制盖子被引入接收座的开放端中。

应理解的是,可以通过使用其他已知的制造方法和技术来生产上述的双壁结构,其中制造参数可以与上述(例如所使用的温度、针对不同步骤使用的速度或时间、或用于形成结构的压制步骤数量等)不同。

作为一个示例,可以将材料片用作起始坯料,将材料片折叠一次以获得内壁部分和外壁部分(通过折叠而连接)、并且接着通过将至少内壁部分的端部连结来形成产品空间,使得折痕形成所得结构的轮缘。

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