DE1909158A1 - Verfahren zur Herstellung von Pappe aus wiederaufbereitetem papp- und thermoplastischem Material - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Pappe aus wiederaufbereitetem papp- und thermoplastischem MaterialInfo
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Description
1) Georg Bertholt Edward Schueler in ßuxton, Derbyshire, England,
2) Limehouse Paperboard Mills Ltd, in London, England .."...
Verfahren zur Herstellung von Pappe aus wiederaufbereitetem
papp- und thermoplastischem Material
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung von Pappe aus wiederaufbereitetem
papp-T und thermoplastischem Material. Bisher
bereitete die Herstellung von Pappe aus wiederaufbe-.
reitetem papp- und thermoplastischem Material erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere der mechanische· Teil
des Verfahrens, wie z.B. die Mischung und Verteilung
sowie das Walzen des Materials. Außerdem war es nicht immer leicht, die Materialschicht gleichmässig auf die
richtige Temperatur zu bringen und sauber vom Fließband
abzuheben und aufzurollen.
,'■■■■■ - -2-
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein^Ver- ' ;
fahren zur Herstellung von Pappe aus wiederauffeereite--■■■■
tem papp- und thermoplastischem Material zu schaffen, -^
wobei verschiedene Formen"und Stücke aus mit thermopla-i .;.
stischem Material belegten Papier und andere Abfall- stoffe
verwendet werden, um es zu Pappapier, Papiersäk- '
ken oder ähnlichem weiter zu verarbeiten. Der Abfall :
kann nicht in seiner ursprünglichen Form verwendet'werden, und da das thermoplastische Material nicht verfault,
kann es nur durch Verbrennen vernichtet werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß .;'
die Herstellung des Pappkartons mittels der Bildung einer=.
Schicht von thermoplastischen Materialteilchen, Papier oder mit i^termoplastischem Material versehenes Eipier er-,
• folgt, und daß die Schicht, Hitze und1 Druck unterworfen wird
und mittels Sintern oder Verschmelzen der Teilchen
in eine zusammenhängende Masse verformt wird. ν
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht...
darin, daß eine Schicht aus thermoplastischen Material-;
teilchen und Papier oder eine eine thermoplastische · =
Schicht aufweisende Papierbahn erwärmt und einem Druck
W unterworfen werden, und dass das Erzeugnis mittels Pressen verformt wird. Die Verformung des erfindungsgemäßen \
Produkts kann mittels Hitze und Druck erfolgen, und kann
viele verschiedene Formen aufweisen. Das Material kann in einem Ofen erhitzt werden zur Verschmelzung des Thermoplast i sehen. Anteils und unmittelbar kalt verformt wer- ■
den, um dem Erzeugnis eine wesentlich starre, thermoplastisch gebundene Form zu geben. In diesem Falle weist das
Material thermoplastische Eigensehaften auf.Auf diese. >
Weise kann die Herstellung'"urid:; Verformung des -Materials ,
in einem schnellen Arbeitszyklus erfolgen. Die Eigen-- .
schäften des thermoplastischen Materials können je nach
"\ ..■■'-' ·.. - : -3-"■:■':■■■
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den gewünschten Ansprüchen :rgitteis,.Zugabe von Körnern _
aus thermpplastäiScheni.paterial variiert werden. Eine. ..
Schicht giines^Kunststof fraaterials .kann mittels eines
Vakuums;direkt:auf, daß,wiederaufbereitete Pappmateriai
verformt.werden. Wenn der, dabei verwendete Kunststoff
einen .gewissen·Anteil übersteigt, entsteht ein. wasser-,
undurchlässiges> und wasserabstoßendes-. Material. . / , ,
... In einer vorteilhaften Ausführungsform des,Verfahrens
erfolgt die, Beförderung der papier-, und thermoplastischen Materialschichten mittels eines Fließbandes,
das. aus ,einem endlosen. Metallband hergestellt und.während des Betriebes erhitzt werden kann. Außerdem können
die Materialschichten auf, eine auf dem Fließband vorgesehene;
Papierbahn gelegt werden, so, daß die Entfernung:
der gepreßten Materialschichten vom. Band erleichtert
und die Oberflächenp-üte des aus den Materials.chichten
erzeugten Produkts verbessert werden. ...
Die sich fortbewegende Materialschicht kann durch
mehr als eine Erwärmungszone geführt i-ierden, wobei sie
nach jeder Erwärmungszone mittels Walzen auf das.Fließband
gedrückt, wird, wobei der letzte Walzvorgang mit
oder, ohne.einem.unterliegenden Papierbogen und je nach
Bedarf, mit einem .weiteren Papierbogen auf der Oberfläche
der ßchicht ausgeführt, werden kann.
„- In--einer- vorteilhaften Ausführungsfprm des Verfahrens
werden die Schichten aus .Papier oder thermoplastischem Material auf der unterliegenden Papierbahn vom
Fließband über eine erwärmte Metallplatte, einem, perforierten Blech oder einem,Drahtnetzfließband gehoben, bevor
sie die. -Kle.mmsifcejll-e der Walzen passieren.
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Die Erwärmung der Schichten in den Erwärmungsionen; \
kann z.B. mittels Wärmestrahlern, elektrischen Heizvor- .. richtungen, mit Gasbrennern betätigte Öfen oder durch In-\
duktionserwärmung erfolgen. ■ ' ■
Wenn die Herstellung von Pappe nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ohne unterliegende
oder deckende Papierbahnen erfolgt, können.die Bahnen
zu einem aus vielen Schichten bestehenden Pappkarton ge- ■
formt werden. Ein Verfahren, verschiedene Bahnen zu einer
aus mehreren Schichten bestehenden Bahn zu verformen, be·*'
steht darin, daß die Bahnen in einer Form oder Gesenk Hitze
und Druck unterworfen werden. Ein anderes Verfahren ;
besteht darin, daß die Bahnen zusammen durch eine oder
mehrere erwärmte Walzklemmstellen oder durch dielektrisch
oder infrarot betriebene Öfen geführt werdenv Weitere ;_'
Alternativverfahren zur Zusammenfügung von Bahnen i.st .
die Wiederverschmelzung von thermoplastischem'Material
auf die Schichtoberfläche mittels Plamraenerwärmung oder
Aufschmelzung, d.h. unter Verwendung-von heißem klebe- V
fähigen Material z.B. Bitumen oder Äthylenyerbindungen
auf Azetatbasis. Die Bahnen werden dann mittels einer ..
oder mehreren kalten oder erwärmten Preßwälzen zusammen- /
gepreßt. · :-_ . ^ .; ; ->:
Der hohe Isolierwert der über ca. 25 mm dickenBahnen des vorliegenden Materials erschwierigt die Hersterlung
desselben in einem Arbeitsvorgang mittels Warme- :
strahlens daher werden die dicken Bahnen vorzugsweise mittels Verbindung einer Anzahl Von dünneren Bogen herge- ■·/
stellte , : "-■
■ -5-
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Aus^führungsbeispiels erläutert
und besehrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen.
Bezuggenommen"ist. Es zeigen:
Fig. 1 . - eine schematische Ansicht einer Vorrichtung
zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2_ eine sehmat is ehe Ansicht einer Vorrich-r
. tung für ein weiteres erfindungsgemaßes Verfahren. \ "-..-■
Beim, vorliegenden Verfahren wird der -Füllschacht 1 mit zerkleinerten eine Schicht auf Polyäthylen aufweisenden
Papierteilchen beschickt, die mittels einer Schnecke · 2 auf ein sich hin- und herbewegendes Drahtnetz 3 befördert
werden. Die Maschenweite des Drahtnetzes 3 -beträgt ca. 4, 25 mm (5/32"). Die gesiebten Teilchen fallen auf
ein mit einem Lösestoff versehenes Förderband aus Stahl, wobei der Lösestoff aus Silizium sein kann. Die Teilchen
bilden einen sich über die Breite des Förderbandes 4 erstreckenden Teppich 5, der sich in Richtung A weiterbewegt.
■ - " ■
Die Schicht 5 bewegt sich über eine Heizvorrichtung 6, sowie unter einer Reihe von 5 Heizvorrichtungen 7. In
dieser Ausführungsform sind die dabei verwendeten Heizvorrichtungen
Infrarotheizer oder dielektrische Öfen, welche die Schicht 5 mittels Strahlung erhitzen. Das Polyäthylen
wird b-is auf seinen Schmelzpunkt erhitzt, wobei die Teilchen aus Papierschnitzel zusammengepreßt und miteinander
verbunden werden. Die Schicht der Teilchen wird
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dann zwischen einer Gegenwälze 'Q^
kühlten. Druckwalze 9 zusammengepreßt, so äaß, wenn: :^'\ : ■ - '
die Teilchen in eine zusammenharigende -Masse^gesinter^ '_ ;;
werden, eine Bahn 10 mit einer■päppkartpnart'igen;,/L -.-Konsistenz
entsteht. Die" sich noch in einem weichen ^ *
Zustand "befindliehe Bahn 10 wird -auf eine Aufnahmespule
Ii gewickelt und zur weiteren Verarbeituftg-entfernt. V
Nach der Aufnahmerolle 11 kann eine das Pliei3pand%rei- :."
nigende Bürste; angebracht werden. Die: Teiichen sind auf
solche Weise, auf dem Fließband angeordnet, -daß vor dem ,,
Klemmpunkt der Walzen keine Anhäufung von-Teilchen ent- .
steht. "- '- "' - Λ _--■;■" "-.".-■ - - - ; ; :_ ry ■;-': ;. v; .-:.-:
In einer anderen Ausführungsförm. der-'Erfindung : .; .-kann
der Infrarotstrahler durch eine dieiektrische
Strahlungsvorrichtung ersetzt werden. Der dielektrische
Strahler erzeugt Wärme mittels intermolekularer Reibung, daher irfolgt eine gleichmässige Erhitzung des^Materials.
Die Zellulosen Moleküle des Papiers wirken als Dielektrikum und erhitzen sich, wenn sie der dielektrischen-Heizquelle
unterworfen werden, wobei eine Erwärmung mittels Leitung zu den Restpartikeln erfolgt. "-'"-.''■/ .
Die dielektrische Vorrichtung ,weist gegenüber: den ;
Wärmestrahlen einen, großen Vorteil auf, weil bei; den-■
letzteren die oberen Schichten der Materialbahn isolle- rend
gegenüber den darunterliegenden Schichten wirken :
(darum die Anordnung eines Hitzestrahlers 6 unterhalb
des Fließbandes), so daß eine relativ dicke Schicht nicht gleichmässig erhitzt ist. Bei der Verwendung von dielektrischen
Heizungen können relativ ziemlich dicke Materialschichten von 25-50 ram Dicke gleichmässig erwärmt
werden, während Materialschiehten von mehr als ca. 6mm
" -7-909837/1313 .'
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von Wäripesfcrahlen nicht gleiohraässig erhitzt werden
körnien.: In eineP dloken Deck« von mit Polyäthylenüjäerjsug
ve^SiJhenen i^Lerschnitzeln weisen die, mit tiefen Lagen \edoch eine hellere Temperatur alis die äüße-
auf »weil die letzteren Wärme an die Atmosphäre
-■< Das nach ä-pm öberi beschriebenen Verfahren hergeetellte
Matöiteii Kanti; zur Herstellung von verformten
Erzeugnissen ^röfweiidefc werden. Ein Stück eines Bogenmaterials
kann z.B. über, eine die gewünscht en Ausbildungen aufweisende konvexe Form gelegt werden, wobei eine
konkave Form den Restvprgang, auf geeignete Weise vollendet. Diese Umkehrung des ..üblichen" Herstellungsverfahrens erzielt mittels der Anordnung des Bogenmat'eirials
über die,abstehende konvexe Pörm eine bessere "Spannung
und Pormaiiordnung« Auf diese Weise können muldenförmige,
- gesenkte Tabletts füi· die Verpackungsindustrie hergestellt
werden. \
In einem weiteren Verfahren wird das körnjge Material
gemäß.Abb. 2 durch einvibrieröndes Drahtnetz 20
in die konkave Form 21 bei 21a beschickt. Die gefüllte >
Form 21 wird mittels eines Fließbandes 22; durch einen
dielektrischen Ofen 23 bei 21b zur Erweichung des thermoplastischen
Materials befördert. Diedie erweichten Materialteiichen
Zk enthaltende Form 21 wird dann auf eine
Kaltpresse 25 gelegt, wobei das Material mittels Niederpressen
einer konvexen Form 26 geformt wird. Bei diesem
Verfahren erfolgt die Verformung des wiederaufbereiteten
Pappmaterials sowie des Fertigprodukts in einem Arbeitsvorgang. Die konkave.Form besteht aus einem Material, das
sich nicht auf dielektrischem WegeiSerhltzt, ζ^B. keramisches
Material oder Polytetrafluoroäthylen.
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Bei einem anderen Verfahren zur Verwendung von Bogenmaterial werden mehrere Schichten (bis zu 27) aufeinander in einen tellerförmigen Behälter gelegt, und
mittels einer dislektr lachen Heizvorrichtung erhitzt, so daß sie schmelzen. Der Behälter ist mit Papier
ausgelegt, dass sich mit dem Material verbindet. Das erweichte Material wird unmittelbar darauf auf eine
erwärmte Form gelegt und gepresst, wobei sich die konvexe Form unten und die konvexe Form oben befindet.
Die Wärmestrahler sind in· Verschalungen oberhalb des Fließbandes angebracht, wobei die Heizeinheiten
so angeordnet sind, daß die Hitze auf das Band und auf die darauf befindlichen Gegenstände gestrahlt wird.
Die Heizer sind dermaßen ausgebildet, daß die Wärme-
Strahlungen in die Schichten dri'gt, und daß eine gleichmäßige
Verteilung der Hitze erfolgt.
Bei der Verwendung einer dielektrischen Heizvorrichtung besteht das Fließband aus einem Stahlband, das
mit einem Material, wie z.B. Polytetrafluoräthylen, einem Polyester mit hohem Schmelzpunkt, wie z.B. Terylen,
oder einem harzgebundenen Fiberglasbogen belegt ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
wird ein Papierstreifen von einer oberhalb des Fließbands angebrachten Spulen geführt, so daß sich beim
Betrieb des Fließbandes der Papierstreifen weiter von der Spule abwickelt und mittels des Fließbandes und den
Heizvorrichtungen durch die Druckwalze gezogen wird.
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Beim Betrieb*lagert das unterhalb des Püllschachtes angebrachte Drahtnetz eine gleichmäßge Lage von Papierteilchen
und thermoplastischem Material auf den unterhalb des Füllschachtes weiterbewegten Papierstreifen.
Die unterhalb des Heizstrahlers weiterbewegte Schicht wird durch die ersten Druckwalzen zusammengepreßt.
Darauf passiert sie einen zweiten Wärmestrahler und wird von einer zweiten Druckwalze weiterhin zusammengepresst.
Schlußendlich wird die Schicht auf und über eine erhitzte Metallplatte unterhalb eines dritten Wärmestrahlers geführt,
und wird zusammen mit einem zweiten endlosen Papierstreifen, der ortsfest vom ersten Papierstreifen
auf die Oberfläche des Belages angebracht wird, durch den Kfemmpunkt von Walzen geführt.
Das aus den Walzen austretende Material aus Papierschichten und thermoplastischem Material ist zu einer
zusammengepressten Bahn verformt, die auf jeder Oberfläche eine glatte Papierfläche aufweist.
Das Bogenmaterial kann in einer Presse weiterhin erhitzt und gepresst werden. Die Eigenschaften des Erzeugnisses
sind denjenigen von Pappkarton ähnlich und in einigen Fällen sogar überlegen, insbesondere, da es
wasserdicht ist, was auf die Anwesenheit von thermoplastischem Material im Bogen zurückzuführen ist» Daher
befaßt sich das Verfahren mit der Imprägnierung von·Papier
mit thermoplastischem Material, wobei das Papier dem thermoplastischen Material eine beträchtliche höhere
Festigkeit gibt.
Polyäthylen eignet sich besonders gut für die Verwendung im vorliegenden Verfahren, und das thermoplastische
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Material kann mit den Papierteilchen verbunden werden,
wenn die Teilchen zur Lagenbindung auf das Fließband besohiokt werden. Bei vorliegenden Verfahren zur Erzeugung
eines Pappkartonaustauschstoffes können
Papierabfälle, die mit einer Polyäthylenschioht versehen
sind verwendet werden. Andere für das Verfahren geeignete thermoplastische Stoffe sind Polypropylen, PC-Faser,
Gloridpolystiren, Nylon, Polyvinylazetate, Zelluloseazetate, und andere thermoplastische Matslalien.
Die Erhitzung der Papierlagen und des thermoplastischen
Materials mittels einer Anzahl von Heiz- und Pressabschnitten, verhindert eine Überhitzung von
besonders hochgelegenen Stellen der Schicht, und bewirkt eine Verformung der Lagen in eine glatte Oberfläche
aufweisende Bahn, von der keine Teilchen abstehen bevor sie nicht der stärksten Strahlungswärme
ausgesetzt ist.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann fast jedes thermoplastische Material verwendet werden, wobei
es mittels Hitze geschmolzen und mit den Papierteilchen zusammengepresst wird, wobei die Papierteilchen
und das Material mittels Sinten zusammengefügt und zu den Papierstreifen auf der Oberfläche der Schicht
zur Bildung einer Bahn verbunden werden, in welchen nach einer entsprechenden Kühlung die Papierteilchen
in einer Matritze aus thermoplastischem Material zusammengehalten werden.
Wenn die verlangte Materialbahn keine Papieroberfläche aufweisen soll, wird die Oberfläche des Fließbandes
vorteilhaft mit einem Lösemittel eingeölt. Dabei · soll im Zusammenhang mit Polyäthylen kein Waohslösestoff
verwendet werden, da sich solche Lösestoffe mit dem
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BAD ORIGINAL
free ί γ
t. Γ I
Polyäthylen vermischen.
Alle Klemmwlfazen sollen genau bearbeitet, genau
eingestellt und zum Pressen genau ausgerichtet sein.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren
können eine Vielzahl von Füllschäohten mit zusammenwirkenden Drahtnetzen längs des Fließbandes angeordnet
»ein, wobei zwischen jedem daru£f folgenden Füllschacht ein
Heizer angeordnet ist, (entweder ein dielektrischer Ofen oder ein infrarot Heizstrahler) und eine Druckwalze.
Auf diese Weise kann eine dicke Struktur von aufeinanderfolgenden Lagen aufgebaut werden. Außerdem ist es möglich,
eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Schicht mehrere Male am Füllschacht vorbeigeführt wird, so daß
eine vielschichtige Struktur entsteht, die aus dem Zyklus entfernt werden kann, wenn die gewünschte Dicke
erreicht wird.
Aus einer aus vielen Schichten oder aus einem Stück bestehenden dicken Materialbahn kann eine wellenförmige
Palette hergestellt werden, deren Gewicht verglichen mit einer metallenen oder einer hölzernen
Palette sehr leicht ist, und die eine genügend hohe Festigkeit aufweist.
- Patentansprüche -
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BAD ORIGINAL
Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von Pappe aus wiederaufbereitetem Papier und thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung des Pappkartons mittels der Bildung einer Schicht von thermoplastischen Materialteilchen, Papier % oder mit thermoplastischem Material versehenes Papiererfolgt, und daß die Schicht (5, 2k) Hitze und Druck unterworfen wird und mittels Sintern oder Verschmelzen der Teilchen in eine zusammenhängende Masse verformt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf einem sich fortbewegenden Fließband (4, 22) eine Schicht (5) gebildet und weiterbewegt wird, wobei Hitze und Druck auf sie einwirken.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hitze mittels InfrarotstrahlernP erzeugt wird.*K Verfahren nach Anspruch -2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hitze mittels eines dielektrisch betriebenen Ofens erzeugt wird.5« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hitze mittels Induktionsheizung erzeugt wird.— 13 -909837/13136. Verfahren nach Anspruch 2, 3, k oder 5> dadurch gekennzeichnet , daß der auf die Teilchen einwirkende Druck zur Sinterung und Verformung derselben mittels einem Paar Druckwalzen (8,9) ausgeübt wird.7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Schicht (2k) in einem Behälter (21a) erfolgt, und daß die Schicht in einer Form (21b, 21c) erhitzt und gepreßt wird, wobei das Pappmaterial zum Endprodukt verarbeitet wird.8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das eine oder beide Seiten des Materials mit einer Schicht aus Papier oder Kunststoff versehen ist.9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß aufeinandergelegte Schichten von Pappmaterial erhitzt und in einer Form zum Endprodukt verarbeitet werden.10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyäthylen ist.11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialteilchen eine Dimension von ca. 6 mm weniger aufweisen.12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Verhältnis des Kunststoffs zum Papier dermaßen verhält, daß das Material wasserabstoßend ist.909837/1313-JA-."13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß .Teilchen von thermoplastischem Material und thermoplastisches Material zur Bildung der Schicht verwendet werden.lA. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffanteil bei der Verarbeitung wenigstens 20$ des Gewichts des thermoplastischen Materials ausmacht.15· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilchen auf solche Weise auf dem Fließband angeordnet sind, daß sich bei ihrem Eintritt in den Klemmpunkt der Walzen keine Anstauung bildet.16. Pappmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Pappe aus thermoplastischem Material, Papier oder mit thermoplastischem Material überzogenes Papier mittels Hitze und Druck in eine zusammenhängende Maße gesintert wird.17. Pappmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung des Materials nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis l6 erfolgt.18. Pappmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein thermoyerformbares Material enthält.19· Pappmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine in einer Form ausgeübte Hitze oder Druckeinwirkung die thermo-909837/1313 -15-plaetitohen Komponente mittels dem Papier beträchtlich verstärken.20. Pappmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 17 bie 19» dadurch gekennzeichnet , daß da· Material vraseerabBtoßen ist.21. Ein mittels einem nach den Ansprüchen 17 bis 21 hergestelltes Erzeugnis aus Pappmaterial.909837/1313Leerseite
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