CH678537A5 - - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus einem fluidisierten Faserrohstoff. 



  Das Kennzeichnende der Erfindung besteht darin, dass als Faserrohstoff zumindest teilweise ein langfaseriges Ausgangsmaterial verwendet wird, das zu einer Pulpe verarbeitet wird, teils durch Anwendung von Ausschlagen in einem Pulper, teils durch Anwendung einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung, wobei das Ausgangsmaterial in dosierbare Mengen aufgeteilt und in Fasern zermahlen wird, wonach der Gegenstand aus der somit 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 Trockenmasse in Ballen, beispielsweise Papierabfällen, eingehen. 



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



  Insbesondere bei einem heterogenen Material wie Alt- oder Recyclingspapier ist damit zu rechnen, dass diese Aufteilung sukzessiv erfolgt, so dass 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 hat zur Folge, dass sowohl der Vermahlungsgrad ( DEG 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. 



  Aufgabe der Erfindung ist es anzugeben, wie zur Vermeidung dieser Nachteile eine wesentlich verbesserte Steuerung der vorzunehmenden Aufteilung der Rohstoffe in Fasern erzielt werden kann, ehe die abschliessende Herstellung des Gegenstandes erfolgt. 



  Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird erzielt, dass dem Pulper zumindest teilweise ein Faserrohstoffmaterial 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 dem Pulper austretenden Pulpe lässt sich somit besser steuern. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren hat jedoch noch andere Vorteile zur Folge, die bei der Wiederverwendung von Papierabfällen besonders wertvoll sind. 



  Recyclingspapierabfälle 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 der Erfindung, die genannte vorhergehende getrennte Trockenvermahlung als einen Mehrstufenprozess durchzuführen, wodurch sich das Ausgangsmaterial besonders effektiv in dosierbare Mengen aufteilen lässt. 



  Auf diese Weise lässt sich beispielsweise auch Altpapiermaterial, das Plast, nassfestes Papier, plastlaminierten 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 Ausführungsform der Erfindung kann ein langfaseriges Ausgangsmaterial, das einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterzogen wird, einer bereits im Pulper gebildeten Pulpe zugesetzt und gemeinsam mit dieser dem Ausschlagen unterzogen werden. 



  Auf diese Weise kann ein Gegenstand produziert werden, dessen Fasermaterial zum Teil hauptsächlich durch hydrogene Faserbindungen gebunden ist und zum Teil mit in Luft suspendiertem Fasermaterial 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 den Gegenstand wesentlich verkürzt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Methode eine genaue Kontrolle mit den für den Gegenstand gewünschten Festigkeitseigenschaften, da sich diese mit dem Zusatz von Leim genau steuern lassen. 



  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 Material 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 Recyclingsaltpapier in den Fällen, bei denen die herzustellenden Gegenstände schrumpffrei und  massbeständig sein sollen. Als Beispiel hierfür kann auf paletten- oder hüllenförmige Verpackungen für zerbrechliche Gegenstände, beispielsweise Glaswaren oder Eier, verwiesen werden. Zu diesen Verpackungen wird eine grosse Menge holzhaltiges Papierrohmaterial verwendet, z.B. bis zu 80-100%. 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 Recyclingsaltpapier, 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 fluidisierbaren Faserrohstoff Hilfsstoffe in Form von Füllstoffen und Chemikalien sowie Bindemittel zu verwenden. Die Hilfsstoffe bestimmen, inwieweit die hergestellten Gegenstände mehr oder minder fest, hart und transparent oder schwach, weich und saugfähig sein sollen. Die vorliegende Erfindung hat auch Vorteile in Verbindung mit der Anwendung solcher Hilfsstoffe zur Folge. 



  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, so dass 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 liegt ferner im Rahmen der Erfindung, 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 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 DEG  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 Produkten kann eine besonders grosse Dicke, Porosität und Permeabilität mit einem gleichzeitig niedrigen Raumgewicht verliehen werden.

  Das bedeutet, dass die Produkte beispielsweise gute Entwässerungseigenschaften haben und daher auch mit grossen Materialdicken hergestellt werden können und dass trotz grosser Materialdicken, wenn es gewünscht wird, eine wesentliche Materialweichheit und Saugfähigkeit bewahrt werden kann. 



  Aufgrund dieser Eigenschaften, die ein gemeinsames Kennzeichen aller Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind, kann das Verfahren gewinnbringend in eine Herstellungstechnik für Gegenstände eingehen, die auf der Ablagerung der Pulpe auf konturierten Saugformen oder endlosen Formbändern basiert. Eine mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Pulpe ermöglicht problemlos eine gleichartige Verteilung der Pulpe über die Form, sogar im Falle der Herstellung von Produkten mit einer grossen Wanddicke, was bedeutet, dass den Produkten eine gleichartige Dicke und somit eine gleichartige Festigkeit verliehen werden kann. 


 Beispiel 
 



  Ein Altpapiermaterial wird in z.B. zwei Behandlungsstufen in dosierbare Grössen aufgeteilt, indem das Material zunächst mit Hilfe eines sogenannten Shredders auf eine Grösse abgebaut wird, mit der es in einer dosierbaren Menge einer Schlagmühle zugeführt werden kann, in der das Material durch Trockenvermahlung weiter abgebaut und in Fasern zermahlen wird. Je nachdem, ob das anschliessende Ausschlagen in einem Pulper portionsweise oder kontinuierlich erfolgen soll, kann das somit erstellte dosierbare Material vorzugsweise pneumatisch zu einem Zwischenlager oder direkt zum Pulper transportiert werden. 



  Im Pulper kann die Ausschlagarbeit beispielsweise folgendermassen vor sich gehen: 


 Ausführungsform a): 
 



  Das gesamte Altpapiermaterial wird in der Schlagmühle trockenvermahlen, wonach das vermahlene Produkt in einer kurzen Behandlungszeit von beispielsweise 10 Minuten im Pulper verarbeitet wird. Im Pulper können Hilfsstoffe zugesetzt werden. Des weiteren können im Pulper Trennorgane zum Entfernen schwerer Materialpartikel eingebaut sein. 


 Ausführungsform b): 
 



  In einem diskontinuierlich arbeitenden Pulper wird Altpapiermaterial verarbeitet, das dem Pulper direkt zugeführt ist. Ca. 5 bis 10 Minuten vor Abschluss dieser Ausschlagbearbeitung wird dem Pulper ein trockenvermahlenes Altpapiermaterial in einer Menge von 5% bis 50% der abschliessenden Produktionsmenge des Pulpers zugeführt, indem die Grösse dieser Zusatzmenge im Hinblick auf beispielsweise die Entwässerungseigenschaften der fertigen Pulpemasse oder die Struktureigenschaften des gewünschten Produkts festgesetzt wird. Eventuelle Hilfsstoffe werden in gewünschten Portionen zugesetzt. 


 Ausführungsform c): 
 



  In einem kontinuierlich arbeitenden Pulper wird Altpapiermaterial verarbeitet, das dem Pulper direkt und  kontinuierlich zugeführt wird. Der somit hergestellten Pulpe wird gleichmässig dosiert ein trockenvermahlenes Altpapiermaterial in einer Menge von 5% bis 50% der abschliessenden Produktionsmenge des Pulpers zugesetzt, indem die Grösse dieser Zusatzmenge im Hinblick auf beispielsweise die Entwässerungseigenschaften der fertigen Pulpemasse oder die Struktureigenschaften des gewünschten Produkts festgesetzt wird. Eventuelle Hilfsstoffe werden dosiert zugesetzt. Das Abfüllen von Pulpe aus dem Pulper erfolgt zweckmässig durch Abpumpen. 


 Ausführungsform d): 
 



  Zu einer Pulpe, die bereits in einem Pulper verarbeitet worden ist und eine erhebliche Menge Zellulose enthalten kann, wird ein Material zugesetzt, das ein wie in den Ausführungsformen a bis c angegebenes trockenvermahlenes Altpapiermaterial ist oder dieses enthält. Das Zusetzen kann beispielsweise in einem besonderen Mischapparat vor sich gehen. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn unerwünschtes Schrumpfen vermieden und/oder eine besonders gute Weichheit des gewünschten Endproduktes erzielt werden soll. 



    Altpapier, das auch als Rückgabepapier bezeichnet wird, ist von der Natur der Sache her ein sehr gemischtes Material, das Fasern verschiedener Längen enthält. Dennoch hat sich gezeigt, dass die durchschnittliche Faserlänge so gross ist, dass die vorstehend aufgeführten insbesondere entwässerungsmässigen und strukturellen Vorteile bei Anwendung verschiedener, aber jeweils vorteilhafter Herstellungsmethoden erzielt werden können. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich bei der Verarbeitung verschiedener Typen von Ausgangsmaterial, hierunter auch dem sogenannten Virginmaterial, anwenden. Die Beispiele zeigen indessen, dass es auch wesentliche Vorteile zur Folge hat, wenn das Ausgangsmaterial von geringerer Qualität ist und aus Abfallpapier besteht. 

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus einem fluidisierten Faserrohstoff, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserrohstoff zumindest teilweise ein langfaseriges Ausgangsmaterial verwendet wird, das zu einer Pulpe verarbeitet wird, unter Anwendung zum Teil einer Ausschlagung im Pulper, zum Teil einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung, wobei das Ausgangsmaterial in dosierbare Mengen aufgeteilt und in Fasern zerkleinert wird, wonach der Gegenstand aus der so gebildeten Pulpe hergestellt wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhergehende getrennte Trockenvermahlung als ein Mehrstufenprozess durchgeführt wird.

3.

Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschlagen als ein in Abhängigkeit von der getrennten Trockenvermahlung in seiner Zeitdauer gesteuerter Verarbeitungsprozess erfolgt.

4. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterzogenes langfaseriges Ausgangsmaterial in dosierten Mengen einer bereits im Pulper gebildeten Pulpe zugesetzt wird und gemeinsam mit dieser einer zeitlich begrenzten Ausschlagung unterzogen wird.

5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der vorhergehenden getrennten Trockenvermahlung ein Zusatz von Hilfsstoffen erfolgt.

6. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildeten Pulpe Hilfsstoffe zugesetzt werden.

7.

Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulpe nach Anspruch 1 hergestellt wird und dass diese Pulpe in dosierten Mengen einer anderen, bereits hergestellten Pulpe zugesetzt wird, wonach der Gegenstand aus der somit entstandenen Mischung hergestellt wird. 1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus einem fluidisierten Faserrohstoff, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserrohstoff zumindest teilweise ein langfaseriges Ausgangsmaterial verwendet wird, das zu einer Pulpe verarbeitet wird, unter Anwendung zum Teil einer Ausschlagung im Pulper, zum Teil einer vorhergehenden, getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung, wobei das Ausgangsmaterial in dosierbare Mengen aufgeteilt und in Fasern zerkleinert wird, wonach der Gegenstand aus der so gebildeten Pulpe hergestellt wird. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhergehende getrennte Trockenvermahlung als ein Mehrstufenprozess durchgeführt wird. 3.

Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschlagen als ein in Abhängigkeit von der getrennten Trockenvermahlung in seiner Zeitdauer gesteuerter Verarbeitungsprozess erfolgt. 4. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einer getrennten und gesteuerten Trockenvermahlung unterzogenes langfaseriges Ausgangsmaterial in dosierten Mengen einer bereits im Pulper gebildeten Pulpe zugesetzt wird und gemeinsam mit dieser einer zeitlich begrenzten Ausschlagung unterzogen wird. 5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der vorhergehenden getrennten Trockenvermahlung ein Zusatz von Hilfsstoffen erfolgt. 6. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildeten Pulpe Hilfsstoffe zugesetzt werden. 7.

Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulpe nach Anspruch 1 hergestellt wird und dass diese Pulpe in dosierten Mengen einer anderen, bereits hergestellten Pulpe zugesetzt wird, wonach der Gegenstand aus der somit entstandenen Mischung hergestellt wird.