本发明涉及利用包含大量纤维素的材料制造的包装组件。根据本发明的包装组件可以特别地是帽盖(cap)、盖(lid)、容器、容器颈部或其他物品。本发明还涉及用于制造基于纤维素的包装组件的方法。
背景技术：
1、出于与环境保护相关的原因，使用天然和可再生材料用于制造包装组件是令人希望的，例如基于纤维素的材料。实际上，此类材料比目前广泛用于包装行业的合成聚合物污染小得多并且更易于处理。
2、为了用基于纤维素的材料制造物体，使用具有非常低的初始密度的原材料，例如粉末或绒毛形式的原材料。当压制这些原材料以获得期望的物体时，难以获得均匀的压实和合适的压实度。因此，获得了可能具有非最佳机械特性，例如相对低的机械强度或高的变形性的物体。
3、这意味着用基于纤维素的材料制造的当前物体不适合包装行业中的一些用途，例如它们不适合用作容器的帽盖或其他组件，特别是如果容器包含加压液体时。基于纤维素的材料也可能不适合制造螺纹组件，因为它们可能导致不太紧固的螺纹，其在使用期间变形。
4、更一般地，当使用基于纤维素的材料时，难以获得具有良好的机械特性具有三维形状的包装组件。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是改进由包含大量纤维素的材料制造的包装组件。
2、另一个目的是提供具有良好机械特性的包含大量纤维素的包装组件。
3、另一个目的是提供由包含大量纤维素的材料制造的包装组件，甚至在用于包装加压物质时该包装组件也能够提供良好的性能。
4、在本发明的第一方面，提供了由包含等于至少80wt％的量的纤维素的材料制造的模制包装组件，该包装组件具有大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
5、由于本发明，可以获得由环境友好的材料制造的、具有低环境影响的包装组件，该包装组件可以容易地再循环和/或丢弃。
6、根据本发明的包装组件具有相对高的平均密度，这给予其良好的机械特性，特别是良好的机械强度和尺寸稳定性。由于这些良好的机械特性，包装组件可以仅在一些困难的情况下变形。这使得根据本发明的包装组件还适合其中需要经受机械应力的一些能力的用途。
7、由于根据本发明的包装组件的良好的机械特性，包装组件可以设计成具有相对小的厚度，如果与现有技术相比，基本上不损害包装组件的性能。因此，包装组件的重量可以保持较低或甚至减小。
8、此外，具有相对高密度的包装组件通常具有光滑表面，即，几乎无孔表面。可以将处理成功地应用于旨在改变包装组件的表面特性，例如旨在增加防水性或给予模制组件特定的功能性能的那些表面上。
9、包装组件可以包括除纤维素之外的其他成分，例如至高达10％的合成聚合物。
10、包装组件可以包括至高达10％的添加剂，例如包括适合用于增加在压实起始材料之后获得的密度的物质、或适合用于改进包装组件的特定类型的性能，如对液体或气体的阻挡特性、或其他性能的物质。
11、在一种实施方式中，包装组件可以包括壁的第一部分和围绕壁的第一部分并且绕着轴线延伸的壁的第二部分。
12、壁的第二部分可以布置在包装组件的外围区域中或包装组件的内部区域中，在这种情况下，壁的第二部分被壁的另一部分围绕。
13、在壁的第一部分中，包装组件可以具有大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
14、在壁的第二部分中，包装组件可以具有大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
15、壁的第二部分可以具有与壁的第一部分的倾斜度不同的倾斜度。例如，壁的第二部分可以基本上竖直地布置，而壁的第一部分可以基本上水平地布置。更一般地，在包含所述轴线的平面中的截面中，壁的第二部分可以与所述轴线形成小于或等于45°的角度。
16、包装组件可以具有凹形形状。在这种情况下，壁的第一部分可以为横向地，例如，垂直于轴线延伸的横向壁。壁的第二部分可以是从壁的第一部分突出的侧壁。
17、横向壁可以是封闭侧壁的一端的端壁。
18、具有凹形形状的包装组件的实例是用于容器的帽盖或容器。
19、在一种实施方式中，包装组件可以是用于容器的颈部。
20、在另一种实施方式中，包装组件可以是盖，例如可用于封闭纸杯或塑料杯的不平的盖。
21、可以通过压缩模制获得包装组件。
22、在本发明的第二方面，提供了用于获得包装组件的方法，包括以下步骤：
23、-将包含纤维素的材料插入模具中；
24、-在模具中压制包含纤维素的材料；
25、-从模具中取出成型的(formed)包装组件，所述包装组件包含等于至少80wt％的量的纤维素并且具有大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
26、由于本发明的第二方面，可以获得可以成功地用于包装多种类型材料的具有良好机械特性的包装组件。
27、插入模具中的包含纤维素的材料(即，起始材料)可以处于基本上干燥的状态，例如处于粉末、或绒毛、或空气流成网的形式。
28、在一种实施方式中，可以在不添加大量水的情况下压制材料。
29、这允许保持限制根据本发明的第二方面的方法的能量消耗，因为不再需要通过蒸发排出大量的水。因此，可以减少需要供给至包含纤维素的材料的热的量。
30、在模具中压制包含纤维素的材料的步骤涉及增加包含纤维素的材料的密度。
31、换言之，在压制期间增加包含纤维素的材料的密度。
32、在一种实施方式中，插入模具中的包含纤维素的材料可以具有在0.01g/cm3至0.3g/cm3之间、例如在0.05g/cm3至0.2g/cm3之间的密度。
33、因此，在压制步骤之前，包含纤维素的材料具有相对低的密度，这使得更容易填充模具的甚至具有复杂几何形状的区域并且获得具有凹形形状的物体。
34、在压制步骤期间，提供了将包含纤维素的材料的密度增加至少2.5倍。
35、在一种实施方式中，在压制期间可以将包含纤维素的材料的密度增加至少80倍。
36、因此可以获得具有相对高密度并因此具有良好的机械特性的模制物体。
37、通过在不去除大量水的情况下将包含纤维素的材料压实获得包装组件，这导致了具有良好质量和有限的能量消耗的包装组件。
38、在一种实施方式中，包装组件具有凹形形状并且包括绕着轴线延伸的侧壁和横向于轴线延伸的横向壁，压制步骤包括向包含纤维素的材料施加轴向压力，轴向压力定向在平行于轴线的方向上并且通过使两个相对的模具部件相对于彼此移动来施加，以形成横向壁，从而在包装组件的横向壁中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度，压制步骤还包括横向于轴线向包含纤维素的材料施加横向压力，通过移动模具的多个区段(sector)来施加横向压力，所述区段形成侧壁的表面，从而在包装组件的侧壁中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
1.一种模制包装组件，所述模制包装组件利用包含等于至少80wt％的量的纤维素的材料制造，所述模制包装组件(1，30，40)具有大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
2.根据权利要求1所述的模制包装组件，其中，所述材料包含至高达10％的合成聚合物和/或至高达10％的添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的模制包装组件，包括壁的第一部分(5，37，46)和壁的第二部分(4，35，47)，所述壁的第二部分(4，35，47)围绕所述壁的第一部分(5，37，46)并且绕着轴线(z)延伸，在所述壁的第一部分(5，37，46)以及所述壁的第二部分(4，35，47)中所述平均密度均大于或等于0.8g/cm3。
4.根据权利要求3所述的模制包装组件，其中，所述壁的第二部分(47)被布置在所述模制包装组件的内部区域中。
5.根据权利要求3所述的模制包装组件，其中，所述壁的第二部分是侧壁(4，35)，所述侧壁(4，35)在所述模制包装组件的外围区域中延伸以侧向地限定所述模制包装组件。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的模制包装组件，其中，所述壁的第二部分(4，35，47)具有厚度(s)和长度(l，l1)，所述长度(l，l1)是在包含所述轴线(z)的平面中测量的，所述厚度(s)与所述长度(l，l1)之间的比率小于或等于1，任选地小于或等于0.5。
7.根据任一前述权利要求所述的模制包装组件，还包括至少一个螺纹(14，33)，所述至少一个螺纹(14，33)用于将所述包装组件可拆卸地固定至不同的包装组件，其中，所述至少一个螺纹(14，33)的平均密度大于或等于0.8g/cm3。
8.根据任一前述权利要求所述的包装组件，其形状类似于用于容器的帽盖。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的包装组件，其形状类似于容器。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的模制包装组件，其形状类似于用于容器的盖(40)。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的模制包装组件，其形状类似于容器的上部(30)，所述上部(30)包括容器颈部(32)和边缘区(31)，所述边缘区(31)适合于连接至容器的下部。
12.根据权利要求11所述的模制包装组件，其中，所述容器的上部(30)包括膜(38)，所述膜(38)封闭所述颈部(32)并且被定位在所述容器的上部(30)的与所述边缘区(31)相对的端部。
13.根据任一前述权利要求所述的模制包装组件，其中，包含在所述材料中的至少50％、任选地至少70％的纤维素纤维具有在0.2-3.0mm范围内的长度。
14.一种用于获得包装组件(1，30)的方法，包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述包装组件(1，30)具有凹形形状并且包括绕着轴线(z)延伸的侧壁(4，40)和横向于所述轴线(z)延伸的横向壁(5，38)，压制步骤包括：通过将两个相对的模具部件(25，26)相对于彼此移动，在平行于所述轴线(z)的方向上向所述包含纤维素的材料施加轴向压力，以形成所述横向壁(5，38)，从而在所述包装组件(1，30)的所述横向壁(5，38)中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度；所述压制步骤还包括：通过移动所述模具(20)的多个区段(24)向所述包含纤维素的材料施加横向于所述轴线(z)的横向压力，所述区段(24)形成所述侧壁(4，40)的表面，从而在所述包装组件(1，30)的所述侧壁(4，40)中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述包装组件(1，30，40)包括壁的第一部分(5，37，46)和壁的第二部分(4，35，37)，所述壁的第二部分(4，35，37)围绕所述壁的第一部分(5，37，46)并且绕着轴线(z)延伸，压制步骤包括：通过将两个相对的模具部件(25，26)相对于彼此移动，在平行于所述轴线(z)的方向上向所述包含纤维素的材料施加轴向压力，以形成横向壁(5，38)，从而在所述包装组件(1，30，40)的所述壁的第一部分(5，37，46)中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度；所述压制步骤还包括：通过移动所述模具(20)的至少一个可移位组件(24)向所述包含纤维素的材料施加横向于所述轴线(z)的横向压力，所述可移位组件(24)形成所述壁的第二部分(4，35，47)的表面，从而在所述包装组件(1，30，40)的所述壁的第二部分(4，35，47)中获得大于或等于0.8g/cm3的平均密度。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，将包含纤维素的材料插入所述模具(20)中的步骤包括：将不连续的且计量用量的包含纤维素的材料插入所述模具(20)中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述不连续的且计量用量的包含纤维素的材料处于干燥状态。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，在压制步骤之前，被插入所述模具中的所述包含纤维素的材料具有在0.01g/cm3和0.3g/cm3之间的密度。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述包装组件是根据权利要求1至13中任一项所述的包装组件。
