AT398094B - Verfahren zur herstellung tragender gegenstände, hierunter paletten - Google Patents

Description

AT 398 094 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung tragender Gegenstände, hierunter Paletten, durch Ablagerung eines fluidisierten Zellulosefaserrohstoffes auf eine formgebende Unterlage durch Ansaugen einer Faserrohstoffpulpe an diese Unterlage.

Unter einem fluidisierten Faserrohstoff ist ein zur Herstellung der gewünschten Gegenstände geeigne-5 tes Ausgangsmaterial zu verstehen, das in nasser Form vorliegen kann und faserigen Charakter hat. Als ein solches Ausgangsmaterial kann beispielsweise verwiesen werden auf ein Faserpulpematerial, wie es beispielsweise Anwendung findet bei Paletten und Kartons zur Verpackung zerbrechlicher und empfindlicher Gegenstände, wie Obst, Blumen, Eier und beispielsweise Gegenständen aus Glas. Das Pulpematerial besteht hier in der Regel aus einer aufgeschlemmten faserigen Zellulose. io Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine Herstellungstechnik anzuwenden, bei der das Ausgangsmaterial in Form einer Pulpe mit einem Auftragungsprozess auf der konturgebenden Außenseite einer Form angebracht wird, die durchlässig ist, damit ein luftförmiges Arbeitsmedium mittels Saugwirkung auf das Material durch das Material der Form einwirken und damit dar Material auf der Form auf Kontur saugen kann. 15 In diesem Zusammenhang betrifft die US-PS 3 325 349 Maßnahmen zur Steuerung der zur Herstellung eines bestimmten Gegenstandes erforderlichen Pulpemenge durch eine Herabsetzung der Dicke der verschiedenen Teile des Gegenstandes. Zu diesem Zweck wird eine spezielle Perforierung der benutzten Suagform in Anwendung gebracht.

Aufgabe der Erfindung ist es anzugeben, wie diese an sich zweckmäßige Herstellungstechnik nicht 20 allein zur Herstellung verhältnismäßig kleiner und leichter Gegenstände verwendet werden kann, sondern auch zur Herstellung großer, verhältnismäßig schwerer Elemente, die sich durch eine Tragfähigkeit auszeichnen, die in einem wesentlichen Grad auf einer entsprechenden Dicke der auf der formgebenden Unterlage aufgebrachten Materialschicht beruht. Im Vergleich hierzu ist die Materialdicke bei den genannten kleinen und leichten Gegenständen recht gering, und die in der Praxis erforderliche Steifheit wird in der 25 Regel durch eine bewußte Gestaltung der Wandpartien bewerkstelligt, die beispielsweise Stützen für die genannten Gegenstände bilden, da die Wände, da sie einander abstützen, ein insgesamt verhältnismäßig steifes Produkt hervorbringen.

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Herstellung der Pulpe aus dem fluidisierten Faserrohstoff ein langfaseriges Ausgangsmaterial, welches erhöhte Entwässerungseigen-30 schäften aufweist, verwendet wird, daß die Pulpe auf die Unterlage aufgetragen wird, und daß das Ansaugen gesteuert erfolgt.

Unter Ausnutzung der vorstehend genannten Herstellungstechnik ist es somit möglich, auch tragfähige Elemente, wie Paletten und Bauelemente herstellen, die im Gegensatz zu den genannten Verpackungsbeispielen verhältnismäßig ebene und glatte Außenflächen aufweisen können und an sich eine hohe Formbe-35 ständigkeit aufweisen. Hiebei wird so vorgegangen, daß die Pulpe auf die Unterlage in einer solchen Menge aufgetragen wird, daß auf der Unterlage durch Aufsaugen eine Faserrohstoffschicht in einer solchen Dicke abgelagert wird, daß sie die für das Element gewünschte Tragfestigkeit im wesentlichen hervorbringt. Das Aufträgen einer Faserrohstoffschicht mit der definierten Dicke bedeutet, daß mit dem beim Saugen angewendeten Unterdrück in der Faserrohstoffschicht eine Materialdichte erzeugt werden kann, die an der 40 der Formfläche zugewandten Außenseite der Materialschicht am größten ist und verstärkend wirkt, da sie von der durchgehenden Mittelebene des aufgetragenen Gegenstandes entfernt liegt.

Unter Ausnutzung der Schichtdicke des so hergestellten Elements läßt sich dessen Tragfähigkeit erfindungsgemäß dadurch erhöhen, daß über die Faserrohstoffschicht verteilt in dieser eine oder mehrere Abweichungen in der Schichtdicke dadurch erzeugt werden, daß das Ausaugen der zur Herstellung des 45 gesamten tragenden Gegenstandes erforderlichen Faserpulpemenge in einem einzigen örtlich in seiner Stärke variierenden Saugprozeß erfolgt. Auf diese Weise läßt sich in ein und demselben Arbeitsgang , d.h. beim Aufträgen des Faserrohstoffes auf die formgebende Unterlage, sowohl die für das Element gewünschte endgültige Außenseite, als auch, unter Ausnutzung der Dicke der Materialschicht, eine die Tragfähigkeit erhöhende geformte Struktur in dem das das eigentliche Element bildende Materialprodukt ausformen, so Hiebei wird so vorgegangen, daß über die Faserrohstoffschicht verteilt in dieser eine oder mehrere Variationen in der Schichtdicke dadurch erzeugt werden, daß der Ansaugeffekt während eines gemeinsamen zur Herstellung des gesamten Elementes erforderlichen Faserpulpemenge erforderlichen Saugprozesses örtlich entsprechend variiert wird. Eine solche Struktur läßt sich erfindungsgemäß beispielsweise als ein zusammengehöriges Strukturmuster mit einer im Verhältnis zu den übrigen Bereichen des Elementes 55 größeren Schichtdicke ausformen.

Eine zweckmäßige Art der Durchführung des Verfahrens kann so erfolgen, daß zum Ansaugen einer leicht zu entwässernden Faserrohstoffpulpe in der gewünschten Dicke eine für ein luftförmiges, bei Unterdrück aktives Arbeitsmedium durchlässige Form zur Anwendung kommt, die eine für das Arbeitsmedi- 2

AT 398 094 B um durchlässige Formfläche hat, deren Durchlässigkeit der Dicke der Faserrohstoffschicht angepaßt ist, die durch Ansaugen der Pulpe auf dieser Fläche abgelagert werden soll.

Hierdurch läßt sich ein solches Zusammenwirken zwischen der Entwässerungsfähigkeit der Pulpe und der Saugfähigkeit der Formfläche erzielen, daß sogar Elemente mit einer aufgrund der gewünschten Tragfähigkeit großen Faserschichtdicke rationell hergestellt werden können.

Zur Erzielung der örtlichen Abweichungen in der Schichtdicke der Faserrohstoffschicht des Elements läßt sich eine Form verwenden, deren Formfläche eine Durchlässigkeit aufweist, die in Übereinstimmung mit der Schichtdicke der bzw. den örtlichen Abweichung(en) oder des zusammengehörigen Strukturmusters der durch Saugen auf die Formfläche aufgetragenen leicht zu entwässernden Faserpulpeschicht variiert. Erfindungsgemäß wird hiebei so vorgegangen, daß das örtliche Variieren der Stärke des Saugprozesses einem zusammengehörenden Strukturmuster unterliegt.

Das bedeutet, daß das Aufträgen des Faserrohstoffes auf die Formfläche verschieden ist, je nach Durchlässigkeit eben dieser Fläche, wodurch der Saugeffekt örtlich variiert, sodaß in Bereichen, in denen die Durchlässigkeit der Formfläche gering ist, der Faserrohstoff in geringerem Grad auf die Formfläche aufgetragen wird, während der Auftragungsgrad in den Bereichen hoch ist, in denen die Durchlässigkeit der Formfläche groß ist.

Eine Ausführungsform dieses Verfahrens kann so durchgeführt werden, daß zum Ansaugen einer leicht zu entwässernden Faserrohstoffpulpe in der gewünschten Dicke eine für ein luftförmiges, bei Unterdrück aktives Arbeitsmedium durchlässige Form verwendet wird, die zumindest in dem konturgebenden Teil der Form aus einem partikularen Verbundmaterial besteht, dessen Partikel aneinander festgehalten sind, um eine formbeständige Formfiäche zu bilden, wobei sie gleichzeitig zusammen offene Durchlässe für das Arbeitsmedium begrenzen, die sich durch das Verbundmaterial hin zur Formaussenfläche erstrecken, und daß die Dicke auf jeden Fall der die Formfläche bildenden Verbundmaterialschicht der Dicke der Faserrohstoffschicht angepaßt ist, die durch Ansaugen der Pulpe auf diese Fläche abgelagert werden soll.

Eine solche Form läßt sich sowohl auf der Basis eines preiswerten, anorganischen Rohmaterials wie Sand, als auch mit Hilfe einer einfachen, nicht viel Zeit in Anspruch nehmenden und damit gleichfalls preiswerten Verfahrenstechnik herstellen. Die Gesamtherstellungskosten für die Form können auf einem geringen Niveau gehalten werden, weshalb diese Ansführungsform sich gut zur Herstellung einer geringeren Anzahl von Produkten eignet.

Zur Erzielung der örtlichen Schwankungen in der Schichtdicke der Faserrohstoffschicht des Elementes läßt sich eine Form anwenden, bei der die die Formfläche bildende Schicht des Verbundmateriais eine Dicke aufweist, die in Übereinstimnung mit der Schichtdicke der örtlichen Abweichung beziehungsweise der örtlichen Abweichungen, oder des gewünschten zusammengehörigen Strukturmusters der durch Saugen auf die Formfläche aufgetragenen leicht zu entwässernden Faserpulpeschicht variiert.

Weiters läßt sich eine Form anwenden, deren durchlässige Formfläche sich aus Partikeln mit unterschiedlicher Partikelgröße zusammensetzt, indem die Partikelgröße in dem die Formfläche bildenden Teil der Gußform klein und in einer darunter liegenden Stützschicht für diesen Teil größer ist. Hierdurch wird ein guter Luftdurchgang erzeugt und gleichzeitig trifft das herzustellende Element auf eine verhältnismäßig glatte Formaußenseite, was wiederum zur Folge hat, daß dem Element eine ebene Oberfläche verliehen wird.

Die zur Durchführung eines Produktionsprozesses erforderliche Formstärke kann auf einfache Weise dadurch erzeugt werden, daß die Partikel der Form mit geeigneten Bindemitteln gemischt werden, die das Haftvermögen verbessernde Mittel enthalten können, und daß eine aus einer solchen Mischung hergestellte Form z.B. mit Wärmebehandlung gehärtet wird. Auch eine Verkeilung unter den Partikeln kann zur Anwendung kommen, um der Form Festigkeit zu verleihen.

Desweiteren kann eine Form zur Anwendung kommen, die unten mit einem Grundflächenteil versehen ist, in dem die Verbundpartikel durch eine eigentliche Verschmelzungsverbindung miteinander verbunden sind, während die Partikel in dem restlichen Teil der Form durch eine härtende Verklebungsverbindung miteinander verbunden sind. Eine solche Form zeichnet sich durch eine gute Festigkeit aus, sodaß sie auch erhebliche Arbeitsdrücke aushalten kann.

Weiters kann eine Form verwendet werden, deren Formfläche mit einer solchen Stärke ausgebildet ist, daß die Form zum Nachpressen eines geformten Elements verwendet werden kann. Das Nachpressen läßt sich nicht allein dazu nutzen, Wasser aus der auf der Formfläche abgesetzten Pulpeschicht hurtig zu entfernen, sondern auch dazu, eine besonders gute Materialdichte in der abgesetzten, verhältnismäßig dicken Fasermateriaischicht und somit eine besonders große Formbeständigkeit des fertigen Elements zu erzeugen.

Die angestrebte Porosität der Form läßt sich durch eine passende Wahl der Grösse und die Verteilung der Partikel, aus denen die durchlässige Formfläche zusammengesetzt sein kann, erzeugen, um sowohl 3

AT 398 094 B günstige Bedingungen für die Festhalteverbindung unter den Partikeln und um eine passende Dimensionierung der Porosität zu erzielen, um einen unerwünschten Druckabfall über einem unnötig dichtem Baumaterial zu vermeiden.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die vorstehend beschriebene Form 5 kann, wie bereits erwähnt, in der Praxis zur Herstellung von Elementen aus verschiedenen faserhaltigen Aufschlemmungen Anwendung finden, jeweils in Anwesenheit von Hilfsstoffen, die erforderlich sein könnten, um in der durch Ansaugen auf die Form erzeugten Materialschicht Zusammenhang zu schaffen.

Das Entfernen eines Produkts, das durch Aufträgen eines fluidisierten Faserrohstoffes auf die konturgebende Außenseite der Formfläche mit Hilfe eines luftförmigen Arbeitsmediums gebildet ist, kann in der io Praxis dadurch erfolgen, daß das Produkt mit Druckluft durch die Luftdurchgänge der Form bearbeitet und damit frei aus der Form gehoben wird. In der Praxis wird das Produkt meist noch recht weich sein, weshalb es zum Zwecke der Herausnahme des Produktes aus der Gußform zweckmäßig sein kann, eine Übergangsform zu verwenden, die so eingerichtet ist, daß sie mit der von der genannten konturgebenden Außenseite weg wendenden Seite des Produkts zusammenwirkt, um das Produkt von dieser Außenseite zu entfernen, 75 und daran anschließend das Produkt beispielsweise auf ein Transportband ablegt, das das Produkt in eine Trockenkammer führt. Es ist möglich, auch eine solche Ubergangsform aus einem partikularen Verbundmaterial, wie vorstehend angegeben, zu bilden, indem die Partikel des Materials zusammengebunden werden zur Bildung einer offenen, stabilen Struktur mit zur Formaußenseite durchgehenden Luftdurchgängen, wobei die so gebildete Form wird mit einer Quelle für ein das Saugen bewirkendes Vakuum verbunden wird. 20 Die Übergangsform kann direkt mit einem auf der Gußform hergestellten Produkt als Ausgangsbasis hergestellt werden, indem beispielsweise aus Gips auf diesem Produkt eine erste Hilfsform (Negativ) erzeugt wird, die der von der Gußform weg wendenden Seite des Produkts entspricht, auf dieser ersten Hilfsform (Negativ) wird eine zweite Hilfsform (Positiv), beispielsweise ebenfalls aus Gips, erzeugt, und die Übergangsform (Negativ) wird danach direkt auf dieser zweiten Hilfsform gebildet. 25 Die durchläßige Formfläche kann dadurch rein gehalten werden, daß die Formfläche vor Beginn des Aufträge- oder Überführungsprozesses zum Zwecke der Reinigung einem Luftstrom ausgesetzt wird, der durch die Durchgänge in der Form für das luftförmige Medium strömt.

Eine Form, die aus partikularem Verbundmaterial aufgebaut ist, kann auf eine solche Weise hergesteilt werden, daß sie nach Gebrauch oder im Falle von Verschleiß regeneriert wird, indem das partikelförmige 30 Baumaterial der Form wiederverwertet wird.

Zur Herstellung einer Pulpe, die leicht zu entwässern sein soll, kann erfindungsgemäß so vorgegangen werden, daß das langfaserige Ausgangsmaterial für die Herstellung der Pulpe teils durch Anwendung einer Ansschlagbehandlung im Pulper, teils durch Anwendung einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung, wodurch das Ausgangsmaterial in dosierbare Mengen aufgeteilt und in Fasern aufge-35 teilt wird, verarbeitet wird, wonach der Gegenstand aus der so gebildeten Pulpe hergestellt wird.

Die Anwendung eines Pulpers als einer wesentlichen Bearbeitungsstufe der Faserrohstoffe zur Bildung einer Pulpe, aus der die gewünschten Gegenstände hergestellt werden sollen, erfolgt u.a. in den Fällen, bei denen die Faserrohstoffe als Trockennasse in Ballen, beispielsweise Papierabfällen, eingehen.

Im Pulper wird eine kräftige Wirbelbildung bewirkt, wodurch sich die Einzelteile des Materials aneinan-40 der reiben und dadurch zermahlen werden, wodurch die Rohstoffe in Fasern aufgeteilt werden.

Insbesondere bei einem heterogenen Material, wie Alt- oder Recyclingpapier, ist damit zu rechnen, daß diese Aufteilung sukzessiv erfolgt, sodaß die zuerst freigesetzten Fasern vor den später freigesetzten Fasern einer weiteren wesentlichen Bearbeitung ausgesetzt werden. Mit anderen Worten ist die Bearbeitung im Pulper in ihrem Verlauf somit unkontrolliert und dadurch ungleichartig. Die genannte weitere Bearbeitung .45 hat zur Folge, daß sowohl der Vermahlungsgrad (° SR-Schopper-Riegler) und somit die Verschleimung im Pulper zunimmt, was einen negativen Einfluß auf die spätere Entwässerung des aus der Pulpe hergestellten Gegenstandes hat, sowie das Schrumpfen des Gegenstandes während des Entwässerns und Trocknens seines Materials erhöht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erzielt, daß dem Pulper zumindest teilweise ein Faserroh-5o stoffmaterial zugeführt wird, dessen Fasern bereits in einem wesentlichen Grad in Einzelfasern aufgeteilt sind, weshalb sie unmittelbarer und gleichzeitig empfänglich sind für die im Pulper zustande gebrachte Selbstvermahlungseinwirkung und den Vermischungseffekt. Da der Pulper ein gleichartigeres Rohstoffmaterial verarbeitet, kann auch der im Pulper durch Selbstvermahlung bewirkte Vermahlungsgrad auf eine größere Gleichartigkeit hin gesteuert werden, und die bereits erwähnte Bindung des Wassers in der aus 55 dem Pulper austretenden Pulpe läßt sich somit besser steuern.

Eben dieses Verfahren hat jedoch noch andere Vorteile zur Folge, die bei der Wiederverwendung von Papierabfällen besonders wertvoll sind. 4

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Recyclingpapierabfälle liegen in vielen verschiedenen Qualitäten und Sortierungen vor. Wird dieses Material vor dem Ausschlagen im Pulper einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterzogen, läßt sich häufig eine schlechtere und somit billigere Materialqualität verwenden, als wenn der Aufteilungsprozess ausschließlich als Ausschlagen im Pulper vorgenommen werden würde.

Es liegt im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die genannte vorhergehende getrennte Vermahlung als einen Mehrstufenprozess durchzuführen, wodurch sich das Ausgangsmaterial besonders effektiv in dosierbare Mengen aufteilen läßt.

Auf diese Weise läßt sich beispielsweise auch Altpapiermateriai, das Plast, naßfestes Papier, piastlami-nierten Karton und Papier enthält, in gewünschtem Umfang in Fasern und andere Partikel aufteilen. Aufgeteilte Bestandteile, die nicht Papier sind, können dann vor der Zufuhr zum Pulper abgetrennt werden, oder aber diese Bestandteile können, da sie in vermahlenem Zustand vorliegen, in den anschließenden Produktionsprozess eingehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird so vorgegangen, daß das einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterworfene langfaserige Ausgangsmaterial in dosierten Mengen einer bereits im Pulper gebildeten Menge zugesetzt und gemeinsam mit dieser einer zeitlich begrenzten Ausschlagung unterworfen wird.

Auf diese Weise kann ein Element produziert werden, dessen Fasermaterial zum Teil hauptsächlich durch hydrogene Faserbindungen gebunden ist und zum Teil mit in Luft suspendiertem Fasermateriai durchsetzt ist, zu dessen Bindung in der Regel Leim verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß man auf diese Weise auf eine traditionelle und vollständig hydrogene Bindung der gesamten Pulpe verzichten kann, was bedeutet, daß die Entwässerung und somit die Produktionszeit für das Element wesentlich verkürzt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Methode eine genaue Kontrolle mit den für das Element gewünschten Festigkeitseigenschaften, da sich diese mit dem Zusatz von Leim genau steuern lassen.

Diese Vorteile haben eine wesentliche Bedeutung für eine rationelle und damit wirtschaftliche industrielle Herstellung auch von großen tragfähigen Elementen bei Anwendung der beschriebenen Saugtechnik.

Eine in mehrere Stufen aufgeteilte Trockenvermahlung läßt sich beispielsweise durchführen, wenn ein sogenannter Shredder zur Anwendung kommt, wonach eine Behandlung in einer Schlagmühle erfolgt, der somit Material aus dem Shredder in dosierbaren Mengen zugehen kann und die das Naterial einer weiteren Vermahlungseinwirkung aussetzt, bevor dieses, wenn gewünscht, gleichfalls in speziell dosierbaren Mengen, dem Pulper zur eigentlichen Ausschlagsbearbeitung zugeführt wird.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene, getrennte und gesteuerte Trockenvermahlung der Faserrohstoffe vor ihrer Ausschlagung im Pulper eröffnet gleichfalls die Möglichkeit der Mitverwendung von Recyclingaltpapier in den Fällen, bei denen die herzustellenden Gegenstände schrumpffrei und maßbeständig sein sollen. Ein Ausgangsmaterial mit einem hohen Gehalt an holzhaltigen Fasern hat ein geringeres Schrumpfen zur Folge als wenn die Fasern Zellulosefasern wären. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einem holzhaltigen Papierrohmaterial sogar eine wesentliche Menge preiswertes Recyclingaltpapier, hierunter Pappabfälle, zugesetzt werden kann, das nicht unbedingt holzhaltig ist, da aufgrund der vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung des Rohmaterials im Pulper eine Pulpe hergestellt werden kann, die kein unerwünschtes Schrumpfen der hergestellten Gegenstände zur Folge hat.

Es ist im Prinzip bekannt, zur Herstellung von Gegenständen aus einem fluidisierten Faserrohstoff Hilfsstoffe in Form von Füllstoffen und Chemikalien , sowie Bindemittel zu verwenden. Die Hilfsstoffe bestimmen, inwieweit die hergestellten Elemente mehr oder minder fest, hart und transparent oder schwach, weich und saugfähig sein sollen. Die vorliegende Erfindung hat auch Vorteile, falls Hilfsstoffe bei der weiteren Verwendung der gebildeten Pulpe zugesetzt werden, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform entspricht.

Die Aufteilung des Herstellungsprozesses in mehrere Herstellungsstufen ermöglicht es nämlich in stärkerem Masse, die Hilfsstoffe auf verschiedenen Stadien des Gesamtherstellungsprozesses zuzusetzen. Die als Folge der die Erfindung kennzeichnenden Bearbeitung erzielte offene Struktur der abschließenden Pulpe macht diese sogar noch in höherem Grade für Hilfsstoffe zugänglich, sodaß beispielsweise ein Bindemittel mehr oder minder integrierend auf die Oberfläche der hergestellten Gegenstände aufgetragen werden kann, um eine erhöhte Wandstärke zu erzielen. Der Zusatz der Hilfsstoffe während einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung fördert eine überaus gleichartige Verteilung der Hilfsstoffe in der hergestellten Fasermasse auf eine besonders gute Weise. Natürlich können die Hilfsstoffe auch weiterhin im Pulper zugesetzt werden.

Es kann so vorgegangen werden, daß das Ausschlagen im Pulper als ein in Abhängigkeit von der vorhergehenden getrennten Vermahlung gesteuerter Verarbeitungsprozess durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann der im Pulper erzeugte Grad der Selbstvermahlung dem Grad der Vermahlung angepaßt 5

AT 398 094 B werden, der je nach Verhältnissen mit der oder den vorhergehenden Vermahlungsstufe(n) bewerkstelligt worden ist. Beispielsweise kann einer Papierpulpe, die im Pulper zu einem normalen, durch Selbstvermahlung bewerkstelligten Vermahlungsgrad von 60" SR (Schopper-Riegler) aufgeteilt worden ist, trockenvermahltes Fasermaterial zugesetzt werden, wonach die Mischung weitere 5 Minuten im Pulper bearbeitet wird. Den aus einer solchen Mischpulpe hergestellten Gegenständen kann eine besonders große Dicke, Porosität und Permeabilität verliehen werden. Das bedeutet, daß die Produkte gute Entwässerungseigenschaften haben und daher auch mit großen Materialdicken hergestellt werden können.

Eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, leicht zu entwässernde Pulpe ermöglicht problemlos eine gleichmäßige Zufuhr der Fasersuspension über die Form, auch im Falle der Herstellung von Elementen mit großer Wanddicke.

Altpapier, das auch als Rückgabepapier bezeichnet wird, kann sehr uneinheitlich sein und Fasern mit sehr unterschiedlichen Längen enthalten. Dennoch hat sich gezeigt, daß die durchschnittliche Faserlänge so groß ist, daß die vorstehend aufgeführten insbesondere entwässerungsmässigen und strukturellen Vorteile erzielt werden können, wenn dieses Papiermaterial in den Herstellungsprozess eingeht.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich bei der Verarbeitung auch sogenannten Virginmaterials anwenden.

Die Erfindung wird in folgendem näher erklärt, unter Hinweis auf die Zeichnung, auf der:

Fig. 1 im Diagramm eine Prozessverlaufsübersicht zeigt, in der die Verlaufsphasen zusammengefasst sind, die im Verlauf eines Prozesses zur Herstellung von beispielsweise Paletten auftreten können,

Fig. 2 Beispiele zur Kombination verschiedener Prozessverlaufsphasen,

Fig. 3 eine Schrägdarstellung einer ersten Ausführungsform eines tragenden Elements in Form einer Palette, hergestellt unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens, indem einer der Eckteile der Palette gezeigt wird, von dem der eigentliche Eckteil abgeteilt ist,

Fig. 4 schematisch von der Seite eine andere Ausführungsform einer Palette,

Fig. 5 von der Seite (Fig. 5b) gesehen und im Schnitt gemäss der Linie V-V (Fig. 5a) eine dritte Ausführungsform einer Palette,

Fig. 6 schematisch einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Palette,

Fig. 7 eine Schrägdarstellung einer fünften Ausführungsform einer Palette,

Fig. 8 schematisch einen Querschnitt durch eine sechste Ausführungsform einer Palette,

Fig. 9 schematisch eine Palette mit einem Spanngurt,

Fig. 10 schematisch eine Palette mit einer Standschiene aus Holz,

Fig. 11 schematisch eine Palette mit einer Standschiene aus Faserrohstoff,

Fig. 12 schematisch einen Querschnitt durch eine Palette, die aus Elementen mit variierender Schichtdik-ke aufgebaut ist,

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform einer solchen Palette,

Fig. 14 eine dritte Ausführungsform einer Palette, die ein einziges Element mit variierender Schichtdicke enthält,

Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Stützbeins einer Palette, und

Fig. 16 schematisch eine Form mit einem darauf aufgetragenen Faserrohstoffelement, indem sowohl die

Formfläche der Form und damit auch das aufgetragene Element variierende Schichtdicke aufweisen.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Verlaufsdiagramm umfasst insgesamt 14 Prozessphasen. Je nach den Verhältnissen kann der Herstellungsprozess unter Anwendung aller dieser Phasen oder nur einiger der Phasen abgewickelt werden, möglich ist aber auch, einige der Phasen anzuwenden und danach das hierbei entstandene Produkt parallel als Zusatz zu einem zusammenhängenden Herstellungsprozess einzuführen.

Beispiel 1

Alle 14 Prozessphasen kommen zur Anwendung.

Beispiel 2

Gearbeitet wird von Phase 1 bis einschliesslich Phase 5. Danach folgen die Phasen 8 und 9, und zum Schluss wird mit den Phasen 11 bis 14 fortgesetzt.

Beispiel 3

In einer Fertigungslinie wird von Phase 1 bis Phase 5 gearbeitet, und in einer zweiten Fertigungslinie mit der Phase 4, und gegebenenfalls mit den Phasen 5, 6 und 7. Die in der zweiten Fertigungslinie 6

AT 398 094 B gebildete nasse Faserpulpe wird dem aus der ersten Fertigungslinie kommenden Produkt zugesetzt. Hiernach wird in der Regel mit mehreren der nachfolgenden Phasen fortgesetzt.

Hierdurch wird ein Produkt geschaffen, in dem das in der zweiten Fertigunslinie hergestellte Fasermaterial hauptsächlich durch hydrogene Faserbindungen gebunden ist, während die erste Fertigungslinie ein in Luft suspendiertes Fasermaterial hervorbringt, zu dessen Bindung in der Regel Leim angewendet wird. Auf diese Weise lassen sich ein insgesamt optimaler Vermahlungsgrad und gleichzeitig ein optimaler Leimzusatz bewerkstelligen. Dies bedeutet, dass diese Ausführungsform des Verfahrens es zulässt, der Qualität des zur Verfügung gestellten Rohmaterials umfassend Rechnung zu tragen.

In folgendem werden einige Ausführungsformen der unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellten Paletten beschrieben.

Wie aus dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Verlaufsdiagramm hervorgeht, werden die Paletten aus einer Suspension aus einem fluidisierten Faserrohstoff hergestellt, indem die Suspension in einer wässrigen Phase durch Ansaugen auf einer formgebenden Unterlage abgesetzt wird. Aus dem fluidisierten Faserrohstoff wird wie vorstehend beschrieben eine leicht zu entwässernde Pulpe gebildet. Diese Pulpe wird der formgebenden Unterlage in einer solchen Menge zugeführt und der zum Absetzen der Pulpe auf der Unterlage angewendete Saugunterdruck wird auf eine solche Weise gesteuert, dass auf der Unterlage eine Faserrohstoffschicht mit einer Dicke in einer solchen Grösse, dass diese im wesentlichen die für das Element, im vorliegenden Fall also Paletten, gewünschte Tragfähigkeit hervorbringt.

Der Wassergehalt der auf die Unterlage aufgetragenen Pulpe kann sich auf bis zu 75% belaufen und dieser Wassergehalt kann dann durch Pressen und/oder Trocknen entfernt werden. Da die Tragfähigkeit des Endproduktes, d.h. der Paletten, in hohem Grade von der Dicke der auf der formgebenden Unterlage abgesetzten Faserrohstoffschicht herrühren soll, ist es für eine wirtschaftliche Produktion eine wesentliche Voraussetzung, dass die zur Anwendung kommende Pulpe leicht zu entwässern ist. Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Pulpe, die diese Eigenschaft aufweist.

Hiernach kann das Endprodukt so angewendet werden wie es ist, oder aber es kann mit entsprechenden Produkten zusammen in ein anderes Endprodukt eingehen, beispielsweise in Form einer Laminat-Konstruktion.

Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise Paletten hergestellt werden können, die ein geringes Eigengewicht von 5-8 kg bei einer Palettengrösse von 800 x 1200 mm und eine Ladefähigkeit von ca. 500 kg haben. Die Ladefähigkeit hängt im übrigen von der Qualität der angewendeten Fasersuspension sowie der strukturellen Gestaltung der Palette selbst ab, wofür in folgendem einige Beispiele gegeben werden.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil einer Palette 10, die mit integrierenden Beinen und stärkenden Rippen ausgeformt ist.

Beispiel a): Abmessungen 800 x 1200 x 120, dreidimensional in einem einzigen Arbeitsgang geformt, mit einem "Nass"-gewicht von 18 kg und nach dem Trocknen einem Gewicht von 6 kg.

Beispiel b): Abmessungen 800 x 1200 x 120 , dreidimensional geformt mit einem "Nass"-gewicht von 18 kg, nach dem Warmpressen einem Gewicht von 12 kg und nach dem Trocknen einem Gewicht von 6 kg-

Fig. 4 zeigt schematisch eine Palette in Form eines Laminats, indem die Palette einen unteren Teil 16 hat, der im wesentlichen Teil 10 in Fig. 3 entspricht, und eine obere ebene Deckplatte 18, die ebenfalls in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemässen Verfahren gestaltet ist.

Beispiel c): Abmessungen 800 x 1200 x 123, der Teil 16 der Palette ist dreidimensional geformt, mit einem "Nass" -gewicht von 12 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 4 kg. Die Deckplatte 18 ist auf einer ebenen Formplatte hergestellt: ”Nass”-gewicht 6 kg, Gewicht nach dem Warmpressen 4 kg, Gewicht nach dem Trocknen 2 kg. Die Deckplatte 18 ist an die Oberseite des unteren Teils 16 angeleimt.

Die Deckplatte 18 kann Löcher zur Aufnahme von Beinen einer im Stapel obenliegenden Palette aufweisen.

Fig. 5 zeigt eine Palette vom gleichen Typ wie in Fig. 4, doch mit dem Unterschied, dass der obere Teil 20 der Palette dreidimensional mit Verstärkungsrippen 22 ausgeformt ist, die mit den im Unterteil 16 ausgeformten Rippenpartien 24 korrespondieren. Abmessungen 600 x 800 x 140.

Beispiel d): die Unterseite 16 der Palette ist mit einem "Nass"-gewicht von 7,5 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 2,5 kg ausgeformt, und der obere Teil der Palette ist mit einem "Nass”-gewicht von 4,5 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 1,5 kg ausgeformt.

Fig. 6 zeigt eine Palette mit den Abmessungen 800 x 1200 x 150.

Beispiel e): Die Palette hat einen dreidimensionalen Mittelteil 26 mit einem "Nass''-gewicht von 6 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 2 kg, sowie zwei Deckplatten 28, die jeweils auf einer ebenen Formplatte geformt sind, und mit einem "Nass"-gewicht von 6 kg, einem Gewicht nach dem Warmpressen von 4 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 2 kg. Darüber hinaus hat die Platte neun 7

AT 398 094 B dreidimensionale Beine 30, die jeweils ein "Nass"-gewicht von 0,3 kg und einem Gewicht nach dem Trocknen von 0,1 kg haben. Leim zur Montage der Deckplatten und Beine a 0,05 kg. Gewicht des fertigen Produkts: 6,95 kg.

Fig. 7 zeigt eine Palette mit den Abmessungen 800 x 1200 x 150. 5 Beispiel f): Die Palette ist zusammengesetzt aus zwei gleichen dreidimensionalen Plattenelementen 32, die jeweils mit quer zum Plattenteil herausragenden hohlen Vorsprüngen 34 versehen sind. Die Plattenelemente sind so montiert, dass ihre Vorsprünge 34 einander zuwenden und aneinander anliegen.

Jedes Plattenelement 32 har ein "Nass"-gewicht von 9 kg, ein Gewicht nach dem Trocknen von 3 kg und 100 mm hohe Beine, jeweils mit einem "Nass"-gewicht von 0,3 kg und einem Gewicht nach dem io Trocknen von 0,1 kg. Leim zur Montage ä 0,05 kg. Gewicht des fertigen Produkts: 6,95 kg.

Fig. 8 zeigt eine Palette, die zwei trapezprofilierte Mittelplatten 36 enthält, deren Rippen 38 einander kreuzen, sowie zwei äussere ebene Deckplatten 40. An die eine dieser Platten werden nicht gezeigte Beine geleimt.

Sowohl die trapezförmigen als auch die ebenen Platten 36 bzw. 40 können entweder stückweise mit 15 diskontinuierlichem Formen oder kontinuierlich auf einem fortlaufenden Band hergestellt werden, an das sich ebene oder trapezprofilierte männliche und weibliche Prägewalzen anschliessen. Hierdurch wird eine grosse Flexibilität bei der Herstellung der Paletten erzielt, da eine grössere oder kleinere Anzahl Plattenschichten gewählt werden kann, was darüber hinaus aufgrund des Pressprozesses wiederum geringe Austrocknungskosten zur Folge hat. 20 Beispiel g): Zwei trapezprofilierte Zwischenlagen 36 haben nach dem Formen ein "Nass"-gewicht von 3,0 kg und nach dem Trocknen ein Gewicht von 1,5 kg. Zwei ebene Deckplatten 40 haben nach dem Formen ein "Nass"-gewicht von 4,5 kg, nach dem Fressen ein "Nass "-gewicht von 3,0 kg und nach dem Trocknen ein Gewicht von 1,5 kg. Neun (nicht gezeigte) Beine haben jeweils ein "Nass"-gewicht nach dem Formen von 0,3 kg und nach dem Trocknen ein Gewicht von 0,1 kg. Leim zur Montage 0,05 kg. 25 In den beschriebenen Ausführungsformen lassen sich die Plattenteile und Beine der Paletten entweder zusammen während eines gemeinsamen Saugvorgangs ausformen, sie können aber auch in getrennten Saugvorgängen ausgeformt werden. Wenn gewünscht, können die Beine auch aus einem anderen Material als aus Faserrohstoff hergestellt werden, aber es hat sich gezeigt, dass bei Anwendung des erfindungsge-mässen Verfahrens Beine hergestellt werden können, die ausreichend tragfähig und robust sind und 30 gleichzeitig ein wie in den Beispielen angegeben niedriges Gewicht haben.

Desweiteren macht es das erfindungsgemässe Verfahren möglich, dass der Faserpulpe problemlos besondere Armierungsfasern zugesetzt werden können, wenn besonders grosse Festigkeiten gewünscht werden.

Bei der Formgebung der Elemente kann gleichfalls der Anbringung weiterer äusserer Verstärkungsmit-35 tel Rechnung getragen werden. Die Fig. 9 bis 11 geben einige Beispiele für tragende Elemente in Form von Paletten an, indem beispielsweise wie in Fig. 10 angegeben eine gemeinsame Standschiene 44, beispielsweise aus Holz, unter dem Bein der Palette angebracht ist, oder wie in Fig. 11 angegeben ein besonderes Paletten-Unterteil 50 zur Anwendung kommt, das aus Beinen 46 und einer gemeinsamen Stangenschiene 48 zusammengesetzt und aus dem gleichen Material wie der Plattenteil 52 der Palette hergestellt ist. 40 Wie bereits zuvor erwähnt hat das die Erfindung kennzeichnende Absetzen einer Faserrohstoffschicht in einer solch grossen Dicke, dass diese im wesentlichen die für das Element gewünschte Tragfähigkeit erbringt, die Möglichkeit zur Folge, dass die Schichtdicke zu einer weiteren Erhöhung der Tragfähigkeit ausgenutzt werden kann, indem in der Faserrohstoffschicht Schwankungen in der Schichtdicke bewerkstelligt werden, beispielsweise als ein zusammengehöriges Strukturmuster. Hiermit ist gemeint, dass durch 45 Schwankungen in der Schichtdicke z.B. rippenähnliche Formationen gebildet werden, an denen die Schichtdicke der Elemente grösser ist ais in den übrigen Bereichen des Elements. Durch eine passende Gestaltung und Anordnung solcher oder entsprechender anderer Formationen lässt sich eine erhöhte Steifheit in dem Element erzielen, wodurch dessen Tragfähigkeit erhöht wird.

Die Fig. 12 bis 15 geben Beispiele für solche Schwankungen an. Wie ebenfalls bereits erwähnt, können so solche Schwankungen bewerkstelligt werden durch Anwendung einer für ein luftförmiges bei Unterdrück aktives Arbeitsmedium durchlässigen Form, die eine für das Arbeitsmedium durchlässige Formfläche mit einer Permeabilität hat, die in Übereinstimmung mit den angestrebten Schwankungen in der Schichtdicke des Elements schwankt.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Palette, die aufgebaut ist aus zwei rippenprofilierten 55 Innenelementen 54, die auf der Aussenseite von zwei ebenen Deckplatten 56 überdeckt sind. Jedes Innenelement 54 ist in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt aus einem Faserrohstoff, der auf den Formflächen der Saugform mit einer Wanddicke abgesetzt ist, die vom Rippenscheitei bis zur Rippensohle schwankt, indem sie am Rippenscheitel 54a am grössten und an der Rippensohle 54b am kleinsten ist. Das 8

Claims (7)

1. AT 398 094 B Querschnittsprofil der Rippenformationen ist eckig und die Innenelemente 54 liegen an deren Scheiteln 54a aneinander an. Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch eine Palette gleichen Typs, doch mit dem Unterschied, dass die Innenelemente 54 an deren Sohlen 54b aneinander anliegen, sodass die Rippenscheitel 54a die Deckplat-5 ten 56 tragen. Fig. 14 zeigt einen Querschnitt durch eine Palette mit nur einem einzigen Innenelement 58, das mit seinen Scheiteln 58a und Sohlen 58b an äusseren ebenen Deckplatten 60 anliegt. Auch dieses Innenelement 58 ist wie beschrieben in einem einzigen Arbeitsgang mit solchen Schwankungen in der Schichtdicke hergestellt, dass diese am Rippenscheitel 58a am grössten und an der Rippensohle 58b am kleinsten ist. io Fig. 15 zeigt ein Beispiel eines Stützbeins 62 einer Palette. Das Bein 62 ist topfförmig und wie beschrieben in einem einzigen Arbeitsgang durch Ansaugen eines Faserrohstoffes hergestellt. Auch dieses Element hat unterschiedliche Schichtdicke, indem es am Boden 62b dicker ist. Fig. 16 veranschaulicht, wie solche Schwankungen in der Schichtdicke erfindungsgemäss bewerkstelligt werden können. Wie schematisch dargestellt wird zum Ansaugen einer aus einem fluidisierten Faserrohstoff 15 gebildeten leicht zu entwässernden Pulpe auf die Formfläche der Form eine Form 64 angewendet, die für ein luftförmiges, bei Unterdrück aktives Arbeitsmedium durchlässig ist, die eine für das Arbeitsmedium durchlässige Formfläche 66 hat. In Übereinstimmung damit, dass ein rippenprofiliertes Palettenelement 68 gebildet werden soll, bei dem die Materialschicht am Rippenscheitel 68a dick und in der Rippensohle 68b dünn ist, kommt eine Form mit einer rippenprofilierten Formfläche 66 mit schwankender Permeabilität zur 20 Anwendung, indem die Formfläche 66 an den Formflächescheiteln 64b dick und an den Formflächesohlen 64a dünn ist. Das hat zur Folge, dass der Ansaugeffekt an den von den Formflächenscheiteln 64b gebildeten Teil der Formfläche geringer als in dem aus den Formflächeböden 64a gebildeten Teil der Formfläche ist. Das wiederum hat zur Folge, dass beim Ansaugen der zugeführten Faserpulpe weniger Fasermaterial an den Formflächenscheiteln 64b abgesetzt wird, die die Rippenscheitel 68a bilden, wodurch 25 diesen und somit der von ihnen gebildete Rippenformation eine verhältnismässig grosse Schichtdicke und somit eine hohe Festigkeit verliehen wird. Diese Herstellungstechnik lässt sich im Prinzip mit vielen verschiedenen Schwankungen in der Schichtdicke anwenden und das Vorstehende ist nur ein typisches Beispiel hierfür. Die Anwendbarkeit der Erfindung ist in Vorstehendem mit Beispielen für Paletten veranschaulicht. Sie 30 lässt sich mit vergleichbaren Vorteilen auch bei der Herstellung vieler anderer Arten tragender Elemente anwenden, hierunter Wandelemente für verschiedene Zwecke, Bauelemente und Isolationselemente. Aus Vorstehendem geht weiter hervor, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren ein Weg gebahnt ist für eine zweckmässige Anwendung vieler Arten von Ausgangsmaterialien und Zusatzstoffen. Die Erfindung eröffnet gleichfalls die Möglichkeit eines problemlosen Inkorporierens von Folien oder netzartigen Produk-35 ten in die Aussenseite des geformten Gegenstandes. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung tragender Gegenstände, hierunter Paletten, durch Ablagerung eines fluidisier-40 ten Zellulosefaserrohstoffes auf eine formgebende Unterlage durch Ansaugen einer Faserrohstoffpulpe an diese Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung der Pulpe aus dem fluidisierten Faserrohstoff ein langfaseriges Ausgangsmaterial, welches erhöhte Entwässerungseigenschaften aufweist, verwendet wird, daß die Pulpe auf die Unterlage aufgetragen wird, und daß das Ansaugen gesteuert erfolgt. 45
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugen der zur Herstellung des gesamten tragenden Gegenstandes erforderlichen Faserpulpemenge in einem einzigen Örtlich in seiner Stärke variierenden Saugprozeß erfolgt. so
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das örtliche Variieren der Stärke des Saugprozesses einem zusanmengehörenden Strukturmuster unterliegt.
4. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das langfaserige Ausgangsmaterial für die Herstellung der Pulpe teils durch Anwendung einer Ausschlagbehandlung im 55 Pulper, teils durch Anwendung einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung, wodurch das Ausgangsmaterial in dosierbare Mengen aufgeteilt und in Fasern aufgeteilt wird, verarbeitet wird, wonach der Gegenstand aus der so gebildeten Pulpe hergestellt wird. 9 AT 398 094 B
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhergehende getrennte Vermahlung als ein Mehrstufenprozeß durchgeführt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterworfene langfaserige Ausgangsmaterial in dosierten Mengen einer bereits im Pulper gebildeten Menge zugesetzt und gemeinsam mit dieser einer zeitlich begrenzten Ausschlagung unterworfen wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsstoffe bei der weiteren Verwendung der gebildeten Pulpe zugesetzt werden. Hiezu 7 Blatt Zeichnungen 10