<Desc/Clms Page number 1>
GEVORMD VOORWERP OMVATTENDE CELLULOSEVEZELS
De uitvinding betreft een gevormd voorwerp, bijv. een plaat of houder omvattende cellulosevezels afkomstig van papierslib dat afgeleverd wordt door zuiveringsstations van afvalwater van papierfabricage.
Er wordt tegenwoordig op veel gebieden gepoogd afvalstoffen te recycleren met het doel enerzijds grondstoffen te besparen en anderzijds milieuhinder te vermijden.
Afvalwaters van papierfabricage worden zoals bekend voor de lozing behandeld en gefilterd. Hierbij worden relatief grote hoeveelheden papierslib afgescheiden. Dit papierslib wordt tot op heden als waardeloos afvalprodukt naar storten gebracht, hetgeen aanzienlijke transportkosten meebrengt en waarvoor het steeds moeilijker wordt geschikte stortplaatsen te vinden. Pogingen om dit papierslib te valoriseren zijn derhalve zeer welkom.
<Desc/Clms Page number 2>
Het is bekend oud papier en lompen te recycleren door ze te malen en te verpulpen en samen met geschikte toeslagstoffen en bindmiddelen te vermengen en te verwerken langs droge of natte weg tot vezelplaten.
Deze vezelplaten hebben het nadeel geen homogene struktuur en derhalve geen uniforme fysische en mechanische eigenschappen te bezitten omdat de papier-, resp. lompenvezels niet integraal kunnen verpulverd worden tot zeer fijne en zeer korte vezels.
In de hier voorliggende aanvraag wordt voorgesteld vezelhoudende gevormde voorwerpen zoals bijv. vezelplaten met homogene struktuur en uniforme eigenschappen te verschaffen door uit te gaan van papierslib. Met papierslib wordt hier dus bedoeld de slil) kprmige substantie die bij filtratie afgescheiden wordt van het afvalwater van de papiervormingsmachine. Dit slib omvat ongeveer 20 tot 50% gew., vaak ongeveer 30% gew. vaste deeltjes die gelijkmatig verdeeld en opgehouden worden in een waterige fase.
De vaste deeltjes bestaan voor een deel, bijv. voor ongeveer de helft in gewicht uit zeer korte en fijn verdeelde cellulosevezels die meegesleurd worden doorheen de papiervormingszeefdoeken met de waterfase tijdens de natte vorming van het papier blad uit de pulp. Door de papierzeef wordt naast de zeer fijne cellulosevezels ook een hoeveelheid zeer fijne vaste deeltjes zoals kaolien, kalk en onoplosbare ingrediënten meegesleurd. De meerderheid van de meegesleurde cellulosevezels zullen dus gevoelig korter en/of fijner zijn dan de gemiddelde vezellengte in papier vermits ze door-jade papierzeef heen met het filtraat mee afscheiden.
Dit afscheiden heeft mede voor gevolg dat in het afvalwater de zeer korte en fijne vezeltjes vrijwel volledig geindividualiseerd zijn. Dit vormt een uitstekende uitgangssituatie om in de te vervaardigen produkten gemakkelijk een homogene verdeling van de cellulosevezeltjes te kunnen bereiken.
<Desc/Clms Page number 3>
Gevormde voorwerpen op basis van cellulosevezels, zoals bijv. vezelplaten, bevatten doorgaans een aantal toeslag-en hulpstoffen die gekozen worden in funktie van de vereiste eigenschappen van het voorwerp. Evenzo zullen de gevormde voorwerpen volgens de uitvinding naast cellulosevezels afkomstig van papierslib (zoals hiervoor gedefi- nieerd) toeslagstoffen omvatten. Het is kenmerkend voor de uitvinding dat de cellulosevezels homogeen verdeeld zijn in het voorwerp met een volumegehalte in slibtoestand tussen 20% en 90%.
Met de termen"in slibtoestand"is hierbij bedoeld dat bij de bereiding van de te homogeniseren en te vormen pasta (en buiten beschouwing latende het toegevoegde water als verdunningsmidde) één tot acht volumedelen droge toeslágstoffen vermengd worden met twee tot negen volumedelen papierslib (inhoudend vezeltjes, fijne vaste deeltjes en de hiermee gebonden waterfase).
De verhouding cellulosevezels t. o. v. toeslagstoffen zal volgens de uitvinding evenwel steeds zo gekozen worden dat de dichtheid van het eindprodukt ligt tussen 0,2 en kg/dm3.
Het is soms ook aangewezen een kleine hoeveelheid hulpstoffen, nl. minder dan 10% vol. toe te voegen aan de te vormen pasta. Deze hulpstoffen kunnen bijv. brandwerende middelen zijn, fungiciden, kleurstoffen, waterafstotende middelen, bindmiddelen, harsen, bindingsvertragers of versnellers voor het vormen, schuimmiddelen enz.
De toeslagstoffen kunnen bepaalde hoeveelheden vezels omvatten : organische al dan niet in combinatie met anorganische. Als organische vezels komen vanzelfsprekend papiervezels, houtvezels, zaagsel, sisal, synthetische vezels en koolstofvezels in aanmerking. Als anorganische vezels zijn o. a. glasvezels, metaalvezels, keramische vezels en rotswol bruikbaar.
Ook kunnen toeslagstoffen onder vorm van poreuze deeltjes toegevoegd worden zoals bijv. geexpandeerd perliet
<Desc/Clms Page number 4>
of vermiculiet en schuimstofkorrels.
Daarnaast komen als toeslagstoffen tevens anorganische poeders of korrels in aanmerking. Hierbij wordt gedacht aan bijv. glasparels, Si02-korrels, metaalpoeder, koolzwart en voornamelijk kalk-en gipspoeder, inclusief synthetisch gips. (bijv. fosfor-of sulfagips).
De gevormde eindprodukten kunnen platen zijn : vlak gebogen, gegolfd, met oppervaktereliëf, met doorgangen enz. De eindprodukten kunnen ook latten of profielen zijn of houders (ook genoemd recipiënten of containers) of buizen. Hun dikte zal kunnen variëren tussen ongeveer 5mm en 25mm.
Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding betreft thermisch isolerende platen of containers waarin naast de cellulosevezels in slibtoestand en binnen de hiervoor aangegeven samenstellingsgrenzen 30% tot 50% volume geexpandeerd perliet of vermiculiet verdeeld zijn.
De dichtheid van deze voorwerpen zal bij voorkeur ongeveer 0,3kg/dm3 bedragen. Een andere uitvoeringsvorm in hetzelfde densiteitsgebied omvat bijv. 15 tot 30% vol. Si02-poeder en is in plaatvorm bijv. goed bruikbaar als plafondbekleding. Als hulpstof kan hier desgewenst Na2 Si 03 toegevoegd worden als brandwerend middel.
Voor wandplaten zal men naast de cellulosevezels in slibtoestand 20% tot 60% vol. gipspoeder kunnen toevoegen. Zodoende kan dan volgens de specifieke verhouding van de gipstoeslag een gewenste dichtheid gerealiseerd worden tussen 0,4 en1kg/dm3.
De toepassing van allerhande combinaties van toeslagstoffen en hulpstoffen kan uiteraard ook overwogen worden ter verkrijging van eindprodukten met specifieke eigenschappen.
<Desc/Clms Page number 5>
Zodoende zal een samenstelling van 15% tot 25% vol. cellulosevezels (basis papierslib) gecombineerd met 25% tot 35% gips en de rest geexpandeerd perliet (of vermiculiet) verwerkt kunnen worden tot een wandplaat waarin makkelijk haken, nagels en vijzen kunnen verankerd worden.
Het oppervlak van de vervaardigde platen kan verder naar wens afgewerkt worden door er min of meer gladde of harde deklagen op te brengen, bijv. met een decoratief reliëf.
Men kan er bijv. een zuiver papiersliblaagje opspuiten ter vorming van een struktuurpleisterafwerklaag met een min of meer korrelig uitzicht. Ook kan men ze lamineren met andere platen, bijv. schuimstofplaten, ter vorming van gelaagde produkten met specifieke sterkte-of isolatiekarakteristieken.
De gevormde voorwerpen volgens de uitvinding kunnen als volgt vervaardigd worden. Het papierslib dat afgefilterd werd uit het afvalwater van papierfabricage tijdens het zuiveringsproces van dit afvalwater wordt kontinu aan een pulper toegevoegd en met water verdund in een verhouding die afhankelijk is van de dikte van de te vormen plaat of voorwerpswand en die experimenteel bepaald wordt. Deze verdunde suspensie wordt in de pulper met een verblijftijd van enkele minuten intens geroerd onder toevoeging van de gewenste toeslagstoffen en gedebiteerd in een buffersilo.
Daar wordt het gehomogeniseerde mengsel door roeren konstant in beweging gehouden om bezinking van het vaste-stof-aandeel tegen te gaan. De suspensie wordt van daaruit kontinu toegevoerd en gelijkmatig uitgespreid op een trillende ondergrond die het mengsel aflevert aan een vormingsinrichting. De vormingsinrichting omvat essentieel een doorlaatbare, afzuigbodem dat het uitgespreide mengsel overneemt en verder doorvoert. Deze afzuigbodem is een fijn filterdoek dat doorloopt over vaste vacuumafzuigkasten tegen zijn onderkant. De gelijkmatige afzuigwerking bevordert de snelle vorming van het vezelblad waarbij de onderste vezellaag op het filterdoek mee als filterbed fungeert voor de daarbovenop neerkomende vezelmassa.
<Desc/Clms Page number 6>
De coherente vezellaag, die de zuigsectie van de vormingsinrichting verlaat, wordt vervolgens enigszins geperst of gewalst ter versteviging en versneden tot platen.
Deze platen komen dan in de eigenlijke koude persinrichting en de geperste voorwerpen worden vandaar in een tunneloven gevoerd alwaar ze zeer gelijkmatig over hun gehele omtrek en oppervlak gedroogd worden op hogere temperatuur gedurende ongeveer een half uur. Na afkoeling zijn de voorwerpen klaar voor een eventuele finale afwerking zoals verven, snijden, lijmen enz. De oventemperatuur ligt gemiddeld ruim boven 100oC.
In plaats vaduit te gaan van papierslib me-t eellulo- sevezels in een gebonden waterfase kan men ook vooraf dit slib persen, drogen en hermalen tot poeder. Dit poeder kan men dan droog mengen met de geschikte toeslagstoffen, (bijv. gips) en gelijkmatig uitspreiden op een ondergrond en. tegelijk of daarna er een gepaste hoeveelheid water op versproeien ter vorming van een min of meer coherente laag die men aansluitend verstevigt door te persen. De geperste voorwerpen worden vervolgens gedroogd en afgewerkt.