DE102017103848A1 - Method and device for producing a fibrous web in a paper machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte (1), die insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Verpackungskarton oder faserstoffhaltigen Konstruktionselementen geeignet ist, aus einer faserstoffhaltigen Recyclingware (13), umfassend Wellpappenabfälle und/oder Kartonabfälle und/oder Altpapier und/oder Papier- oder Kartonabfälle aus der Papierherstellung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
a. Sammeln und Bereitstellen der faserstoffhaltigen Recyclingware (13);
b. Wasserarme Aufbereitung der faserstoffhaltigen Recyclingware (13) im Luftstrom zu Rohstoffware umfassend Einzelfasern und/oder Faserbündel;
c. Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Fasermatte (1) durch ein Trockenformierungsverfahren;
d. Verfestigen der formierten Fasermatte (1); wobei das spezifische Volumen der Fasermatte (1) größer als 1,6 cm3/g, insbesondere größer als 2 cm3/g, vorzugsweise größer 3 cm3/g ist und wobei die Fasermattendicke ≥ 1 mm, insbesondere ≥ 1.5 mm, vorzugsweise ≥ 2 mm beträgt.
The invention relates to a device and a method for producing a fiber mat (1), which is particularly suitable for use in the production of packaging board or fibrous construction elements, from a recycled fiber fabric (13) comprising corrugated cardboard waste and / or waste cardboard and / or waste paper and / or paper or cardboard waste from papermaking. The method comprises the following steps:
a. Collecting and providing recycled fiber-based products (13);
b. Low-water treatment of the recycled fiber-containing goods (13) in the airstream to produce commodities comprising individual fibers and / or fiber bundles;
c. Forming the individual fibers and / or fiber bundles in air flow to a flat fiber mat (1) by a dry forming process;
d. Solidifying the formed fiber mat (1); wherein the specific volume of the fiber mat (1) is greater than 1.6 cm 3 / g, in particular greater than 2 cm 3 / g, preferably greater than 3 cm 3 / g and wherein the fiber mat thickness ≥ 1 mm, in particular ≥ 1.5 mm, preferably ≥ 2 mm.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte, die insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Verpackungskarton oder faserstoffhaltigen Konstruktionselementen geeignet ist, aus einer faserstoffhaltigen Recyclingware, umfassend Wellpappenabfälle und/oder Kartonabfälle und/oder Altpapier und/oder Papier- oder Kartonabfälle aus der Papierherstellung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein nach dem Verfahren hergestellter Verpackungskarton.The invention relates to a process for the production of a fiber mat which is particularly suitable for use in the manufacture of packaging board or fibrous structural elements from a fibrous recycled product comprising corrugated cardboard waste and / or cardboard waste and / or waste paper and / or papermaking paper or board waste , And a device for carrying out the method and a packaging board produced by the method.
Im Stand der Technik wird Verpackungskarton beispielsweise als Wellpappenkarton ausgebildet. Dieser besteht aus einem gewellten Wellenpapier, das zwischen zwei Deckenpapieren angeordnet ist und mit diesen zu einer Einheit verklebt ist. Das gewellte Wellenpapier fungiert als Abstandshalter zwischen den Deckenpapieren, um eine geforderte Biegesteifigkeit des Wellpappenkartons zu gewährleisten. Das Wellenpapier und die Deckenpapiere werden jeweils auf Papiermaschinen in Papierfabriken hergestellt. Die Herstellung des Wellpappenkartons erfolgt anschließend vor Ort oder in anderen Fabriken in einer Wellpappenanlage. Dort wird aus dem Wellenpapier unter höherer Temperatur und durch Befeuchten des Wellenpapiers auf Riffelwalzen die Welle erzeugt und mit den Deckenpapieren verklebt. Das Wellenpapier und die Deckenpapiere werden in Papiermaschinen in konventionellen Verfahrensschritten hergestellt. Ausgehend von einer wässrigen Faserstoffsuspension mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 10g/Liter werden das Wellenpapier und das Deckenpapier durch Entwässern, Pressen und thermisches Trocknen hergestellt. Im Entwässerungsschritt werden der Suspension sehr große Siebwassermengen entzogen und teilweise dem Prozess wieder zugeführt.For example, in the prior art, packaging board is formed as a corrugated board. This consists of a corrugated paper wave, which is arranged between two cover papers and glued to a unit with these. The corrugated paper acts as a spacer between the cover papers to ensure the required flexural strength of the corrugated box. The corrugated paper and the cover papers are each produced on paper machines in paper mills. The corrugated cardboard box is then produced on site or in other factories in a corrugated cardboard plant. There, the wave is generated from the corrugated paper under higher temperature and by moistening the corrugated paper on corrugating rolls and glued to the ceiling paper. The corrugated paper and the cover papers are produced in paper machines in conventional process steps. Starting from an aqueous pulp suspension having a solids content in the range of 10 g / liter, the corrugated paper and the ceiling paper are produced by dewatering, pressing and thermal drying. In the dewatering step, very large quantities of white water are withdrawn from the suspension and in some cases returned to the process.
Dieser bekannte Herstellungsprozess ist aufwändig und erfordert zum einen viele Verfahrensschritte und zum anderen hohe Energiemengen zum Trocknen der hergestellten Papiere und zum Pumpen der beim Nassformieren notwendigen großen Wassermengen. Zudem sind solche Produktionsanlagen nur an Orten betreibbar, an denen genügend Energie und Wasser zur Verfügung steht. Andere Orte können also nur mit Verpackungskarton versorgt werden, indem dieser unter Kostenaufwand dorthin transportiert wird.This known manufacturing process is complex and requires, on the one hand, many process steps and, on the other hand, large amounts of energy for drying the produced papers and for pumping the large quantities of water necessary for wet-forming. In addition, such production plants are only operable in places where sufficient energy and water is available. Other locations can therefore only be supplied with packaging carton by this is transported there at cost.
Diese Nachteile gelten auch in ähnlicher Weise für die Herstellung von Mittellagen in Türblättern. Dort werden als Konstruktionselemente für die Mittellage beispielsweise gewellte Wellenpapiere oder wabenförmige Papierelemente eingesetzt, welche beidseits mit Holzplatten beplankt werden.These disadvantages also apply in a similar way to the production of middle layers in door leaves. There are used as construction elements for the middle layer, for example, corrugated corrugated paper or honeycomb paper elements, which are planked on both sides with wood panels.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein weniger aufwändiges Verfahren mit geringerem Energieaufwand, sowie eine einfache Vorrichtung, für die Herstellung von Verpackungskarton oder Konstruktionselementen anzugeben und die Nachteile bekannter Verfahren zu vermeiden.The object of the invention is therefore to provide a less expensive process with lower energy consumption, as well as a simple device for the production of packaging board or construction elements and to avoid the disadvantages of known methods.
Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Herstellung einer Fasermatte, die insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Verpackungskarton oder faserstoffhaltigen Konstruktionselementen geeignet ist, aus einer faserstoffhaltigen Recyclingware, umfassend Wellpappenabfälle und/oder Kartonabfälle und/oder Altpapier und/oder Papier- oder Kartonabfälle aus der Papierherstellung, umfassend folgende Schritte:
- a. Sammeln und Bereitstellen der faserstoffhaltigen Recyclingware;
- b. Wasserarme Aufbereitung der faserstoffhaltigen Recyclingware im Luftstrom zu Rohstoffware umfassend Einzelfasern und/oder Faserbündel;
- c. Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Fasermatte durch ein Trockenformierungsverfahren;
- d. Verfestigen der formierten flächigen Fasermatte;
- a. Collecting and providing the fibrous recycled goods;
- b. Low-water treatment of fiber-containing recycled goods in the air stream to produce commodities comprising individual fibers and / or fiber bundles;
- c. Forming the individual fibers and / or fiber bundles in air flow to a flat fiber mat by a dry forming process;
- d. Solidifying the formed flat fiber mat;
Aus der flächigen Fasermatte kann beispielsweise Verpackungskarton hergestellt werden. Der zumindest teilweise aus der Fasermatte bestehende Verpackungskarton wird vorzugsweise zu Produkten, wie beispielsweise Verpackungsschachteln, weiterverarbeitet. Diese können als Obstkisten, Gemüseschachteln eingesetzt werden.For example, packaging board can be produced from the flat fiber mat. The at least partially made of the fiber mat packaging board is preferably processed into products such as packaging boxes. These can be used as fruit boxes, vegetable boxes.
Aus der flächigen Fasermatte können auch beispielsweise Mittellagen in Türblättern, welche beidseits mit Holzplatten beplankt werden, hergestellt werden.For example, middle layers in door leaves, which are planked on both sides with wood panels, can also be produced from the flat fiber mat.
In einer weiteren Anwendung können durch das erfindungsgemäße Verfahren Konstruktionselemente, wie Dämmmaterialen, beispielsweise für den Hausbau, hergestellt werden.In a further application, construction elements, such as insulating materials, for example for house construction, can be produced by the method according to the invention.
Durch die Verwendung einer faserstoffhaltigen Recyclingware als Ausgangsstoff müssen keine oder weniger von teuren Frischfasern eingesetzt werden. Als Recyclingware können vorteilhafterweise auch die aus der Fasermatte hergestellten Produkte verwendet werden. Die hergestellte Fasermatte unterscheidet sich von konventionell hergestellten Wellenpapieren durch das hohe spezifische Volumen bei gleichzeitig großer Fasermattendicke. Dies gewährleistet beispielsweise bei Verwendung der Fasermatte als Ersatz für die gewellten Wellenpapiere im Wellpappenkarton einen ausreichenden Abstand der Deckenpapiere und somit beispielsweise eine gute Biegesteifigkeit des Wellpappenkartons bei geringem Einsatz von Einzelfasern und/oder Faserbündel. Durch die wasserarme Aufbereitung der faserstoffhaltigen Recyclingware sowie das Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Fasermatte durch ein Trockenformierungsverfahren werden nur kleine Wassermengen benötigt und somit ist auch nur ein geringer Energieaufwand, beispielsweise für die Pumpen zur Förderung von Wasser, nötig. Die Wirkungsweise von Trockenformierungsverfahren ist beispielsweise aus dem Dokument
Es ist ferner möglich, der faserstoffhaltigen Recyclingware Marktzellstoff, Frischfasern, Bagasse, Bambus, Stroh als Zugabestoffe zu zugeben.It is also possible to add market pulp, virgin fibers, bagasse, bamboo, straw as additives to the fiber-containing recycled goods.
Das spezifische Volumen der Fasermatte wird vorzugsweise auf ≤ 10 cm3/g begrenzt. Dadurch wird eine ausreichende Druckfestigkeit über die Dicke der Fasermatte gewährleistet.The specific volume of the fiber mat is preferably limited to ≦ 10 cm 3 / g. This ensures sufficient pressure resistance across the thickness of the fiber mat.
In der heutigen Zeit werden immer mehr Waren bei online-Shops bestellt. Dies hat eine Zunahme des Warenverkehrs durch Versendung der Waren in Verpackungsschachteln zur Folge. In einer praktischen Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren in der Nähe, insbesondere vor Ort, von Versandhäusern oder Verpackungsherstellern in industrialisierten Regionen durchgeführt wird. Das Verpacken und das Versenden von Waren kann somit mit der Herstellung von Verpackungskarton und ggf. Verpackungsschachteln kombiniert werden. Die gebrauchten Verpackungsschachteln werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kostengünstig und umweltfreundlich zu neuen Verpackungsschachteln aufbereitet. Durch dieses auch flexible Verfahren können die neuen Verpackungsschachteln in Größe und Form an die neuen, zu verpackenden Produkte einfach angepasst werden. Die Recyclingware kann dabei wirtschaftlich im Umkreis von 100 km zum Standort der Anlage zur Durchführung des Verfahrens eingesammelt werden. Wird das Verfahren bei Verpackungsherstellern durchgeführt, so können auch die dort bei den bekannten Verfahren zur Verpackungskartonherstellung anfallenden Papier- oder Verpackungskartonabfälle, beispielsweise Abfälle die beim Zuschneiden anfallen, zu neuen Verpackungskartons und Verpackungsschachteln aufbereitet werden. Die Durchführung des Verfahrens eignet sich besonders an Standorten von Versandhäusern oder Verpackungsherstellern, da dort keine eigenen produktionsbedingten Kläranlagen notwendig und vorhanden sind.At the present time, more and more goods are ordered from online shops. This results in an increase in the movement of goods by sending the goods in packaging boxes. In a practical embodiment, it is particularly advantageous if the method is carried out in the vicinity, especially on site, by mail order companies or packaging manufacturers in industrialized regions. The packaging and shipping of goods can thus be combined with the production of packaging board and possibly packaging boxes. The used packaging boxes are processed by the process according to the invention cost and environmentally friendly to new packaging boxes. Thanks to this flexible process, the size and shape of the new packaging boxes can be easily adapted to the new products to be packaged. The recycled goods can be collected economically within a radius of 100 km to the location of the system for carrying out the method. If the process is carried out by packaging manufacturers, the paper or packaging cardboard waste resulting therefrom in the known processes for packaging board production, for example waste which is produced during cutting, can also be processed to form new packaging cartons and packaging boxes. The implementation of the method is particularly suitable at locations of mail order companies or packaging manufacturers, as there are no own production-related wastewater treatment plants necessary and available.
Das Verfahren eignet sich auch in vorteilhafterweise, um Fasermatten auch an Orten in trockenen, wasserarmen Gebieten der tropischen oder subtropischen Klimazonen herzustellen, da nur geringe Wassermengen benötigt werden. Für die Trocknung der Fasermatten auf einen Endtrockengehalt kann es ausreichend sein eine Prallströmungstrocknungsvorrichtung und/oder eine Durchströmtrocknungsvorrichtung zu verwenden, wobei die warme und trockene Umgebungsluft als Trocknungsmedium verwendet werden kann. Unter diesen Randbedingungen kann die erfindungsgemäße Lösung besonders vorteilhaft eingesetzt werden. Die Durchführung des Verfahrens eignet sich besonders an diesen Standorten, da dort keine eigenen Kläranlagen vorhanden sind.The method is also advantageously suitable for producing fiber mats also in locations in dry, arid areas of the tropical or subtropical climatic zones, since only small amounts of water are required. For the drying of the fiber mats to a final dry content, it may be sufficient to use an impingement flow drying device and / or a through-flow drying device, wherein the warm and dry ambient air can be used as the drying medium. Under these boundary conditions, the solution according to the invention can be used particularly advantageously. The implementation of the method is particularly suitable at these locations, since there are no separate treatment plants.
Zur Reduzierung von Transportkosten ist es vorteilhaft, wenn die Recyclingware in kleinem Umkreis von vorzugsweise etwa 100 km des Ortes der Durchführung des Verfahrens gesammelt wird. Das Verfahren eignet sich besonders für viele Recyclingzyklen ohne die Qualität der Fasermatten, insbesondere hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften, zu sehr zu beeinträchtigen. Durch den kurzen Recyclingkreislauf wird die Umwelt geschont und nicht durch nicht mehr benötigte Verpackungen und anderes Altpapier belastet.To reduce transport costs, it is advantageous if the recycled goods are collected in a small radius of preferably about 100 km from the location of carrying out the method. The method is particularly suitable for many recycling cycles without compromising the quality of the fiber mats, especially in terms of strength properties, too much. Due to the short recycling cycle, the environment is protected and not burdened by unwanted packaging and other waste paper.
In einem praktischen Fall liegt der Endtrockengehalt der Fasermatte bei ≥ 80%, insbesondere bei ≥ 85%, vorzugsweise bei ≥ 90%, wobei der Trockengehalt, wie in der Papiertechnik üblich, als Quotient von Trockenmasse zur Gesamtmasse der Fasermatte angegeben ist.In a practical case, the final dry content of the fiber mat is ≥ 80%, in particular ≥ 85%, preferably ≥ 90%, wherein the dry content, as usual in paper technology, is given as the quotient of dry matter to the total mass of the fiber mat.
In einer praktischen Ausführung werden die Verfahrensschritte a) bis d) in Anspruch 1 so ausgeführt, dass der Wasseranteil an der Gesamtmasse der Recyclingware 40%, vorzugsweise 30%, insbesondere 20% nicht übersteigt. Diese Werte gelten auch, wenn der Recyclingware Zugabestoffe zugegeben werden.In a practical embodiment, the method steps a) to d) are carried out in claim 1 so that the water content of the total mass of the recycled goods does not exceed 40%, preferably 30%, in particular 20%. These values also apply when adding recycled materials to the recycled fabric.
Der Aufbereitungsschritt b.) umfasst vorzugsweise mindestens einen Schritt aus der folgenden Gruppe: Zerkleinern der Recyclingware auf eine maximale Größe von 60 mm mal 60 mm; Befreien der Recyclingware von Störstoffen; Zerlegen der Recyclingware in Einzelfasern und/oder Faserbündel in Hochkonsistenzrefinern und/oder in Querstromzerfaserern und/oder in Mühlen; Befreien der Einzelfasern und/oder Faserbündel von Störstoffen nach dem Zerlegeschritt;The treatment step b.) Preferably comprises at least one step from the following group: crushing the recycled product to a maximum size of 60 mm by 60 mm; Freeing recycled materials from impurities; Disassembling the recycled product into individual fibers and / or fiber bundles in high-consistency refiners and / or in cross-flow debranks and / or in mills; Freeing the individual fibers and / or fiber bundles of contaminants after the cutting step;
Die Länge der Einzelfasern und/oder Faserbündel können vorteilhafterweise im oder nach dem Zerlegeschritt auf kleiner 4 mm, insbesondere auf kleiner 3 mm eingestellt werden.The length of the individual fibers and / or fiber bundles can advantageously be adjusted to less than 4 mm, in particular to less than 3 mm, during or after the dismantling step.
Der Zerlegeschritt kann so ausgeführt werden, dass die Recyclingware nicht vollständig in Einzelfasern zerlegt wird, sondern noch Faserbündel und Stippen enthält. Durch diese geringere Intensität des Zerlegeschrittes wird weniger Energie benötigt.The dismantling step can be carried out so that the recycled material is not completely broken down into individual fibers, but still contains fiber bundles and specks. Due to this lower intensity of the cutting step less energy is needed.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im Formierungsschritt c.) die Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom auf die Oberfläche eines Trägerelements aufgebracht, wobei das Trägerelement luftdurchlässig oder luftundurchlässig ausgeführt sein kann.In an advantageous embodiment, the individual fibers and / or fiber bundles are applied in air flow on the surface of a carrier element in the forming step c.), Wherein the carrier element may be made air-permeable or impermeable to air.
Der Luftstrom kann gegenüber der Umgebungstemperatur erwärmt sein. Vorzugsweise auf eine Temperatur größer als 30°C, vorzugsweise größer als 40°C.Dem Luftstrom kann auch gesättigter oder ungesättigter Wasserdampf beigemischt werden. Dadurch wird gleichzeitig eine Erwärmung der Einzelfasern und/oder der Faserbündel erreicht und deren Bindung zueinander unterstützt.The air flow may be heated from the ambient temperature. Preferably to a temperature greater than 30 ° C, preferably greater than 40 ° C.The air stream may also be admixed with saturated or unsaturated steam. As a result, a heating of the individual fibers and / or the fiber bundles is achieved at the same time and supports their binding to each other.
Wird ein luftdurchlässiges Trägerelement verwendet, so kann es als umlaufendes oder stehendes Band, beispielsweise ein gewebtes Sieb oder Filz oder eine poröse Membran, oder als perforierte Walze oder als perforierte Platte ausgeführt sein.If an air-permeable carrier element is used, it can be designed as a circulating or stationary belt, for example a woven screen or felt or a porous membrane, or as a perforated roller or as a perforated plate.
Die Oberfläche des Trägerelements kann auch zur Strukturierung der Oberfläche der flächigen Fasermatte strukturiert sein.The surface of the carrier element can also be structured to structure the surface of the flat fiber mat.
In einem praktischen Fall kann ein Bindemittel zum Binden der Einzelfasern und /oder Faserbündel in mindestens einem der Schritte b.), c.), d.) zugegeben werden. Vorzugsweise wird Stärke als Bindemittel verwendet. Es ist jedoch auch möglich, Schmelzfasern und/oder Thermoplaste zu zugegeben, welche bei höherer Temperatur schmelzen und die Einzelfasern und /oder Faserbündel, insbesondere an deren Kreuzungspunkte, klebend verbinden.In a practical case, a binder for binding the individual fibers and / or fiber bundles may be added in at least one of the steps b.), C.), D.). Preferably, starch is used as a binder. However, it is also possible to add melt fibers and / or thermoplastics which melt at a higher temperature and adhesively bond the individual fibers and / or fiber bundles, in particular at their points of intersection.
In einer praktischen Ausgestaltung wird das Bindemittel im Verfestigungsschritt d.) durch mindestens einen Schritt aus der folgenden Gruppe aktiviert: Bedampfen mit, beispielsweise gesättigtem oder ungesättigtem Dampf; Befeuchten mit Wasser; Bestrahlen mit Mikrowellen; Erhitzen durch heiße Kontaktflächen; Beaufschlagen mit heißer Luft, beispielsweise mittels einer Luftpralltrocknungsvorrichtung optional mit einer gasbeheizten Trockenhaube;In a practical embodiment, the binder is activated in the solidification step d.) By at least one step from the following group: steaming with, for example, saturated or unsaturated steam; Moisten with water; Irradiation with microwaves; Heating through hot contact surfaces; Pressurizing with hot air, for example by means of an air impact drying device optionally with a gas-heated drying hood;
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Bindemittel dem Luftstrom zugegeben und mit den Einzelfasern und /oder Faserbündel vermischt. Der Vermischungsschritt kann durch einen statischen Mischer erfolgen.In a further embodiment, the binder is added to the air stream and mixed with the individual fibers and / or fiber bundles. The mixing step can be done by a static mixer.
Wird das Bindemittel im Formierschritt c) zugegeben, so kann dies über eine separate Aufgabenvorrichtung erfolgen.If the binder is added in the forming step c), this can be done via a separate task device.
Ferner ist es möglich während und/oder nach dem Formierungsschritt c.) die Fasermatte zu pressen. Dadurch lassen sich die gewünschte Dicke und/oder das gewünschte spezifische Volumen einstellen. Vorzugsweise wird dieser Schritt in Abstimmung mit der Verfahrensführung im Formierschritt durchgeführt. Beispielsweise kann der Feststoffgehalt im Luftstrom, das heißt die Konzentration der Einzelfasern und /oder der Faserbündel und/oder der Druck auf die sich bildende Fasermatte während des Formierens beeinflusst werden.Furthermore, it is possible to press the fiber mat during and / or after the forming step c.). As a result, the desired thickness and / or the desired specific volume can be adjusted. This step is preferably carried out in coordination with the process control in the forming step. For example, the solids content in the air stream, that is, the concentration of the individual fibers and / or the fiber bundles and / or the pressure on the forming fiber mat during the forming can be influenced.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Fasermatte endlos hergestellt und anschließend aufgerollt werden.In a further embodiment, the fiber mat can be produced endless and then rolled up.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung kann die Fasermatte mit einer linienförmigen Prägung hergestellt werden, wobei die linienförmige Prägung eine Kontur aufweist, die auf das aus der Fasermatte herzustellende Produkt abgestimmt wird. Durch die linienförmige Prägung kann die Fasermatte lokal geschwächt werden, beispielsweise durch Perforieren, so dass die Kontur leicht vom Rest der Fasermatte abgetrennt werden kann. Die Prägung kann beispielsweise mit einer Prägewalze ausgeführt werden, welche die linienförmige Kontur als erhabene Stege auf dem Walzenmantel aufweist.In a preferred refinement, the fiber mat can be produced with a linear embossing, wherein the linear embossing has a contour that is matched to the product to be produced from the fiber mat. Due to the linear embossing, the fiber mat can be locally weakened, for example by perforation, so that the contour can be easily separated from the rest of the fiber mat. The embossing can be carried out, for example, with an embossing roller, which has the line-shaped contour as raised webs on the roll shell.
Die linienförmige Prägung kann auch als nicht perforierend ausgeführt werden. In diesem Falle wird die Kontur lediglich optisch markiert, so dass die Kontur aus der Fasermatte in einem nachfolgenden Schritt von Hand oder maschinell ausgeschnitten werden kann.The linear embossing can also be performed as non-perforating. In this case, the contour is only optically marked, so that the contour can be cut out of the fiber mat in a subsequent step by hand or by machine.
Es ist jedoch auch denkbar, die linienförmige Prägung bereits beim Formierschritt aufzubringen. Dabei wird das Ablegen der Einzelfasern und /oder der Faserbündel so gesteuert, dass die Bereiche der Konturlinien weniger Einzelfasern und /oder der Faserbündel aufweisen.However, it is also conceivable to apply the linear embossing already during the forming step. In this case, the depositing of the individual fibers and / or the fiber bundles is controlled such that the regions of the contour lines have fewer individual fibers and / or the fiber bundles.
Es ist auch möglich, dass die Fasermatte, insbesondere im Formierschritt, nicht endlos als Rollenware hergestellt wird, sondern stückweise als Formatware hergestellt wird. Es können beispielsweise Platten mit einer rechteckigen, quadratischen. runden oder ovalen Form oder mit einer anderen Kontur hergestellt werden.It is also possible that the fiber mat, in particular in the forming step, is not endlessly produced as a roll product, but is produced piecewise as a format product. For example, plates with a rectangular, square. round or oval shape or made with a different contour.
In einer Weiterentwicklung kann die Fasermatte mit einer, auf das aus der Fasermatte herzustellende Produkt abgestimmten Kontur hergestellt werden. Die Formatware weist somit eine Kontur auf, die auf das aus der flächigen Fasermatte herzustellende Produkt abgestimmt wird. Dies hat den Vorteil, dass der nachfolgende Schritt des Ausschneidens der Kontur, wie es bei der Ausführung mit einem Prägeschritt oder Perforationsschritt der Fall ist, entfallen kann. In a further development, the fiber mat can be produced with a contour matched to the product to be produced from the fiber mat. The format product thus has a contour which is matched to the product to be produced from the flat fiber mat. This has the advantage that the subsequent step of cutting out the contour, as is the case with the embodiment with an embossing step or perforation step, can be dispensed with.
In einer weiteren Ausgestaltungsvariante wird die Fasermatte mehrlagig hergestellt. Vorteilhafterweise werden mehrere einzelne Formierschritte zur Formierung der jeweiligen Lage nacheinander ausgeführt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die einzelnen Formierschritte synchron ausgeführt werden. Die Einzelfasern und /oder Faserbündel der einzelnen Lagen können aus der gleichen Recyclingware oder auch aus unterschiedlichen Recyclingwaren stammen.In a further embodiment variant, the fiber mat is produced in multiple layers. Advantageously, a plurality of individual forming steps for forming the respective layer are carried out one after the other. However, it is also conceivable that the individual forming steps are carried out synchronously. The individual fibers and / or fiber bundles of the individual layers can come from the same recycled goods or from different recycled goods.
Zweckmäßigerweise wird die Fasermatte in mindestens einem Weiterverarbeitungsschritt mit weiteren Lagen verbunden und/oder gefalzt und/oder umgeformt, insbesondere zur Erzeugung einer räumlichen Struktur, beispielsweise einer Verpackungsschachtel oder einer Zwischenlage als Ersatz der gewellten Wellenpapiere von bekannten Wellpappenkartons zwischen zwei Deckenlagen eines Verpackungskartons und/oder oberflächenveredelt, wie beispielsweise durch Auftragen eines Striches enthaltend eine pigmentierten Streichfarbe. Die Fasermatte kann als Ersatz für das gewellte Wellenpapier im Vergleich zu den bekannten Wellpappenkarton dienen. In diesem Falle ist es möglich, dass die mit der Fasermatte zu verbindenden weiteren Lagen als Deckenlagen, welche nach dem konventionellen Verfahren hergestellt sind, ausgeführt sind. Die Deckenlagen können jedoch auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sein. Vorteilhafterweise wird auf der Oberseite und auf der Unterseite der Fasermatte jeweils mindestens eine Deckenlage mit der Fasermatte klebend verbunden.The fiber mat is expediently joined and / or folded and / or reshaped in at least one further processing step, in particular for producing a spatial structure, for example a packaging box or an intermediate layer as replacement for the corrugated corrugated paper of known corrugated cardboard boxes between two cover layers of a packaging carton and / or surface finished, such as by applying a line containing a pigmented coating color. The fiber mat can serve as a replacement for the corrugated paper as compared to the known corrugated board. In this case, it is possible that the further layers to be joined to the fiber mat are designed as cover layers, which are produced by the conventional method. However, the blankets can also be produced by the process according to the invention. Advantageously, at least one blanket layer is adhesively bonded to the fiber mat on the upper side and on the underside of the fiber mat.
Die Erfindung betrifft auch Verpackungskarton, insbesondere Lebensmittelverpackungskarton, der zumindest teilweise aus der nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Fasermatte besteht. Der zumindest teilweise aus der Fasermatte bestehende Verpackungskarton wird vorzugsweise zu Produkten, wie beispielsweise Verpackungsschachteln, weiterverarbeitet. Diese können als Obstkisten, Gemüseschachteln eingesetzt werden.The invention also relates to packaging cardboard, in particular food packaging cardboard, which consists at least partially of the fiber mat produced by the process according to claim 1. The at least partially made of the fiber mat packaging board is preferably processed into products such as packaging boxes. These can be used as fruit boxes, vegetable boxes.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Fasermatte, die insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Verpackungskarton oder faserstoffhaltigen Konstruktionselementen geeignet ist, aus einer faserstoffhaltigen Recyclingware, mit einer Aufbereitungsanlage zur wasserarmen Aufbereitung der faserstoffhaltigen Recyclingware im Luftstrom zu einer Rohstoffware, welche Einzelfasern und/oder Faserbündel umfasst; und mit einer Trockenformiervorrichtung zum Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Fasermatte, sowie mit einer Verfestigungsvorrichtung zum Verfestigen der formierten Fasermatte; wobei das spezifische Volumen der Fasermatte größer als 1,6 cm3/g, insbesondere größer als 2 cm3/g, vorzugsweise größer 3 cm3/g ist und wobei die Fasermattendicke ≥ 1 mm, insbesondere ≥ 1.5 mm, vorzugsweise ≥ 2 mm beträgt.The invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to claim 1 for producing a fiber mat, which is particularly suitable for use in the production of packaging board or fibrous construction elements, from a fibrous recycled goods, with a treatment plant for low-water treatment of fiber-containing recycled goods in the air stream a raw material comprising individual fibers and / or fiber bundles; and with a dry-forming device for forming the individual fibers and / or fiber bundles in the air flow to a flat fiber mat, and with a solidification device for solidifying the formed fiber mat; wherein the specific volume of the fiber mat is greater than 1.6 cm 3 / g, in particular greater than 2 cm 3 / g, preferably greater than 3 cm 3 / g and wherein the fiber mat thickness ≥ 1 mm, in particular ≥ 1.5 mm, preferably ≥ 2 mm is.
Vorzugsweise sind die Aufbereitungsanlage und die Trockenformiervorrichtung und die Verfestigungsvorrichtung so ausgeführt, dass der Wasseranteil an der Gesamtmasse der Recyclingware 40 %, vorzugsweise 30 %, insbesondere 20 % nicht übersteigt.Preferably, the treatment plant and the dry forming device and the solidification device are designed so that the water content of the total mass of the recycled goods does not exceed 40%, preferably 30%, in particular 20%.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann mobil ausgeführt sein. In einem praktischen Fall kann sie so kompakt dimensioniert sein, dass sie zum Transport in einem Transportcontainer, beispielsweise in einen Überseecontainer, geeignet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung nahezu vollständig am Fertigungsstandort montiert bzw. vormontiert werden kann und anschließend zum Produktionsstandort transportiert wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Vorrichtung in Orten von trockenen, wasserarmen Gebieten der tropischen oder subtropischen Klimazonen eingesetzt wird.The device for carrying out the method can be designed to be mobile. In a practical case, it can be dimensioned so compact that it is suitable for transport in a transport container, for example in an overseas container. This has the advantage that the device can be almost completely assembled or preassembled at the production site and then transported to the production site. This is particularly advantageous when the device is used in locations of dry, arid areas of tropical or subtropical climates.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.
Es zeigen
-
1 eine Ausführungsform eines Wellpappenkartons nach dem Stand der Technik; -
2a eine erfindungsgemäße Fasermatte; -
2b eine Ausführungsform eines Verpackungskartons mit einer erfindungsgemäßen Fasermatte; -
3a eine erfindungsgemäße Fasermatte mit einer linienförmigen Prägung; -
3b eine erfindungsgemäße Fasermatte mit einer linienförmigen Perforierung; -
4 eine erfindungsgemäße Fasermatte als Formatware; -
5 eine Verpackungsschachtel bestehend zumindest teilweise aus einer erfindungsgemäßen Fasermatte; -
6 einen beispielhaften Herstellungsprozess in schematischer Darstellung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fasermatte;
-
1 an embodiment of a corrugated cardboard according to the prior art; -
2a a fiber mat according to the invention; -
2 B an embodiment of a packaging board with a fiber mat according to the invention; -
3a a fiber mat according to the invention with a linear embossing; -
3b a fiber mat according to the invention with a linear perforation; -
4 a fiber mat according to the invention as a format product; -
5 a packaging box consisting at least partially of a fiber mat according to the invention; -
6 an exemplary manufacturing process in a schematic representation for the production of the fiber mat according to the invention;
In der
Die
Die Fasermatte
Die Ausführungsform der in der
Die
Die
In der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fasermattefiber mat
- 22
- Dickethickness
- 33
- Wellpappenkartoncorrugated cardboard
- 44
- Wellenpapiercorrugated paper
- 55
- Deckenpapierlinerboard
- 66
- Deckenpapierlinerboard
- 77
- geprägte Konturembossed contour
- 88th
- perforierte Konturperforated contour
- 99
- Formatwareformat goods
- 1010
- Verpackungsschachtelpackaging boxes
- 1111
- Bodenground
- 1212
- Seitenwändeside walls
- 1313
- Recyclingwarerecycled material
- 1414
- Aufbereitungsanlageprocessing plant
- 1515
- TrockenformiervorrichtungTrockenformiervorrichtung
- 1616
- Verfestigungsvorrichtungsolidifying means
- 1717
- AufrollungReeling
- 1818
- Rollenwarerolls
- 1919
- Schneidvorrichtungcutter
- 2020
- Formatwareformat goods
- 2121
- Reinigungsstufecleaning stage
- 2222
- Zerkleinerungsstufecrushing stage
- 2323
- Reinigungsstufecleaning stage
- 2424
- Zerfaserungsstufedefibering
- 2525
- Bindemittelzugabebinder addition
- 25'25 '
- Bindemittelzugabebinder addition
- 25"25 "
- Bindemittelzugabebinder addition
- 2626
- Falzlinienfold lines
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 200/29668 [0010]WO 200/29668 [0010]
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- 2018-01-17 WO PCT/EP2018/051045 patent/WO2018153577A1/en active Application Filing
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