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Verfahren zur Herstellung eines Polsterungsbogens Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Polsterungsbogens.
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Wenn Gegenstände transportiert oder gelagert werden, werden im allgemeinen
zwischen diesen Gegenständen und/oder zwischen den Gegenständen und den benachbarten
Wänden eines die Gegenstände aufnehmenden
Behälters Polsterungsbögen
verwendet, um ein Zerbrechen oder Beschädigen der Gegenstände im Behälter zu vermeiden.
Hierbei ist es bekannt, als solchen Polsterungsbogen einen Papierbogen 0. dgl. zu
verwenden, der mit reliefartigen Prägungen versehen ist. Da das übliche Papier jedoch
seine Bogen- bzw. Blattform mittels eines Verfahrens erhält, bei dem Wasser zur
Anwendung gelangt, d. h. mittels des sogenannten Naßprozesses, ist die Bindekraft
zwischen den Fasern groß und demgemäß die mögliche Längung des Bogens gering. Wenn
daher das Ausmaß der Bearbeitung bei einem solchen Papier relativ hoch ist, kann
der Bogen leicht zerrissen werden. Es existieren deswegen in natürlicher Weise bestimmte
Grenzen hinsichtlich der Ausbildung und Höhe der Prägungen, und es ist bisher nicht
möglich gewesen, einen Bogen mit zufriedenstellender Stoßdämpfungseigenschaft zu
erzielen. Unter all den zahlreichen Typen von Polsterungsbögen wird speziell demjenigen,
bei dem die Prägungen derart geformt sind, daß sie Wellungen der sogenannten "Strebenausbildung"
bilden, eine ausgezeichnete Stoßdimpfungseigenschaft gegenüber Schlag- bzw. Stoßkräften
zugeschrieben, die in horizontaler und/oder vertikaler Richtung wirken. Es ist jedoch
sehr schwierig, eine Wellung von solcher Ausbildung zu formen, weswegen ein Polsterbogen,
der Prägungen in Form der Strebenausbildung aufweist, nicht praktisch angewendet
worden ist. Der hier verwendete Ausdruck "Strebenausbildung", der später noch im
einzelnen erläutert wird, bedeutet diejenige Prägewellung, bei der die Längsseitenränder
des Bogens, parallel zum Bogen gesehen, eine Dreieckwellenform einnehmen und bei
der die Oberkanten bzw. Wellenkämme der Welle ebenfalls eine Dreieckwellenform einnehmen,
und zwar in Draufsicht gesehen (Fig. 2A - 2C).
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Obwohl die Polsterungsbögen mit Strebenausbildung, wie oben erläutert,
ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, sind sie nicht praktisch angewendet worden,
da sie nur schwer herzustellen sind. Der Grund hierfür
liegt darin,
daß die Polsterungsbögen mit Strebenausbildung während ihres Formgebungsverfahrens
durch Prägewalz en tiefgezogen werden müssen, da bei der Strebenausbildung die Wellen
bzw. Rippen in beiden Richtungen laufen, nämlich parallel und senkrecht zum Bogen.
Da konventionelle Pappe durch den sogenannten Naßprozeß unter Anwendung von Wasser
in ihre Bogenform verbracht wird, ist bei dieser Pappe die Bindekraft zwischen den
Fasern groß und die Längung des Bogens klein. Wenn daher der Bogen tiefgezogen wird,
reißt er jeweils in demjenigen Ausmaß, in dem er diesem Tiefziehen nicht ausreichende
Widerstandskraft entgegensetzen kann.
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Es ist daher wünschenswert, ein zuverlässiges Verfahren zu schaffen,
mittels dem Polsterungsbögen, die mit Prägungen beliebiger Ausbildung verstehen
sind, leicht hergestellt werden können.
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Es liegt daher auch der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung
der vorerwähnten Nachteile ein Verfahren zur Herstellung eines Polsterungsbogens
mit reliefartigen Prägungen zu schaffen.
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Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen.
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Beim erfindungsgemaßen Verfahren wird zuerst ein mattenähnlicher Bogen
im trockenen Zustand aus geeigneten Fasern gebildet, beispielsweise aus solchen,
die durch Entfasern von Abfallstücken aus Papier, beispielsweise aus Wellpappe,
hergestellt worden sind, worauf sodann der mattenähnliche Bogen zur Bildung der
gewünschten Form zusammengedrückt oder kompaktiert wird, und zwar mittels Prägewalzen,
die an ihrem Umfang Wellungen des gewünschten Musters aufweisen. Da die Bindekraft
zwischen den Fasern im mattenähnlichen Bogen relativ schwach ist und die Längung
des
Bogens demgemäß relativ groß ist, reißt der Bogen nicht, und zwar selbst dann nicht,
wenn er während des durch die Prägewalzen durchgeführten Zusammendrück- oder Prägevorgangs
tiefgezogen wird; hierdurch läßt sich ein Polsterungsbogen mit zuverlässig und in
geeigneter Weise gebildeten Wellungen herstellen. Bei dem mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellten Polsterungsbogen liegt eine zufällige Verteilung bzw. Ausrichtung
der Fasern vor. Wenn weiterhin die Wellung des Bogens die Strebenausbildung erhält,
weist der Bogen aufgrund seiner Form in unterschiedlichen Richtungen nur geringe
Unterschiede hinsichtlich seiner Stoßdämpfungseigenschaften auf, da die Welle jeder
Wellung bzw. Riffelung in jeweils zwei zueinander senkrechten Richtungen läuft;
auch die räumliche Wirkung hinsichtlich der Stoßdämpfungseigenschaft ist außerordentlich
hoch, da sämtliche Ebenen im Bogen geneigt sind, weswegen insgesamt ein Polsterungsbogen
von ausgezeichneten Dämpfungs- bzw. Polsterungseigenschaften geschaffen ist.
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Obwohl der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Polsterungsbogen
einen außerordentlich breiten Anwendungsbereich selbst dann aufweist, wenn das zu
seiner Herstellung verwendete Material lediglich Fasern sind, die durch Entfasern
von Abfallpapier gewonnen wurden, können weiterhin nach Wunsch die Stoßdämpfungseigenschaft,
Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser dadurch geändert werden,
daß synthetische Fasern zugegeben werden.
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Da beim erfindungsgemäßen Verfahren aus Abfallpapier gewonnene Fasern
ohne Anwendung von Wasser zu einem Bogen geformt werden, weist das Material des
Bogens selbst eine große Elastizität bzw. Federungseigenschaft auf. Es besitzt daher
der durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildete Polsterungsbogen ausgezeichnete
Stoßdämpfungseigenschaften.
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Weiterhin können bei der Erfindung als Ausgangsmaterial Papierstücke
verwendet werden, die sich nicht für den üblichen Gebrauch bzw. für die übliche
Wiederverwendung eignen und ansonsten dem Abfall zugeführt werden müßten. Weiterhin
kann auch Material, das relativ kurze, für die konventionellen Papierherstellungsverfahren
nicht geeignete Fasern aufweist, sowie Material, das einen Überzug oder Klebstoff
aufweist, verwendet werden. Es kann deswegen der Polsterungsbogen mit sehr geringen
Kosten hergestellt werden, und es wird eine wirksame Anwendung von Nachschubhilfsquellen
möglich.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Diese zeigt in: Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens; Fig. 2A perspektivisch ein Ausführungsbeispiel
des durch das Verfahren hergestellten Polsterungsbogens; Fig. 2B in Seitenansicht
den Polsterungsbogen, in Richtung des Pfeils X gemäß Fig. 2A gesehen; Fig. 2C den
Polsterungsbogen in Draufsicht, in Richtung des Pfeils Y gemäß Fig. 2B gesehen;
Fig. 3 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung einer abgewandelten Ausführungsform
des Verfahrens und Fig. 4 schematisch eine weitere Vorrichtung zur Durchführung
einer anderen Ausführungsform des Verfahrens.
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Aus Fig. 1 ist die Gesamtheit einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ersichtlich. Abfallpapierstücke, beispielsweise abgeschnittene Stücke
von Wellpappe oder ebene Pappe, die während eines Verfahrens zur Herstellung von
Pappkartons anfallen, werden über einen Förderer 11 einem Shredder 12 zugeführt,
in dem sie zerkleinert werden. Das zu verwendende Ausgangsmaterial ist selbstverständlich
nicht auf Abfallpapierstücke beschränkt, sondern es kann jedes beliebige Material,
beispielsweise Pulpe 0. dgl. , zur Anwendung gelangen, das in Papierfasern aufgebrochen
wird, wenn es entfasert wird. Das Material, im vorliegenden Fall die zerkleinerten
Abfallstücke, wird sodann über ein Gebläse 13 in eine Luftleitung 14 geleitet, von
wo aus es in einen Zyklon 15 geleitet wird, in dem das Material bezüglich der Größe
der zerkleinerten Stücke klassifiziert wird. Relativ große Stücke werden mit konstanter
Geschwindigkeit über eine Zubringevorrichtung 16, die mit dem unteren Teil des Zyklons
15 verbunden ist, einem Trockenabscheider 17 zugeleitet, während relativ kleine
Stücke, wie beispielsweise Papierpulver, vom oberen Teil desZyklons 15 über die
Leitung 18 demTrockenabscheider 17 direkt zugeleitet werden.
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Nachdem das in den Trockenabscheider 17 geleitete Material gründlich
entfasert ist, wird es durch die von der Luft ausgeübte Transportwirkung in eine
Erweiterungsleitung 19 geleitet. Diese soll die durch Entfasern der Abfallpapierstücke
erhaltenen Fasern über eine ausgewählte Breite verteilen, und zwar mittels der Luftströme,
die sich in Breitenrichtung ausbreiten, um dadurch einen relativ breiten Bogen von
mattenähnlicher Ausbildung zu formen. Üblicherweise kann mittels dieses durch Luft
bewirkten Transportprozesses das Ausflocken bzw. Zusammenflocken der Fasern nicht
vermieden werden. Beim vorliegenden Verfahren werden jedoch die Fasern am Zusammenflocken
gehindert, und es werden die dennoch erzeugten Flocken in voneinander getrennte
Fasern verteilt,
indem am Auslaß der Erweiterungsleitung 19 ein
Flockenbrecher 20 vorgesehen ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Flockenbrecher
20 eine Anzahl Rhombusplatten-Flügelräder 22, die an einer Welle 21 befestigt sind
und sich hiervon radial erstrecken sowie ein Sieb 23 auf, das um die Flügelräder
22 herum befestigt ist. Es verweilen daher zuerst die Fasern des Abfallpapiers,
die durch die Erweiterungsleitung 19 in den Flockenbrecher 20 eingeführt werden,
im Flockenbrecher 20, worauf sodann aufgrund der Wirkung des im Flockenbrecher 20
rotierenden Flügelrades 22 die Konzentration der Fasern in der Luft in Breitenrichtung
vergleichförmigt wird, während jede einzelne Flocke vollständig aufgelöst bzw. in
ihre einzelnenBestandteile zerlegt wird.
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Die durch das Flügelrad 22 zerlegten Fasern des Abfallpapiers werden
durch den Gebläseeffekt des mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Flügelrades 22
und durch den Klassifiziereffekt des Siebs 23 in einzelne Fasern und in Faserflocken
klassifiziert, und es werden lediglich die vereinzelten Fasern vom Sieb 23 ausgestoßen.
Diese ausgestoßenen Fasern werden in den Luftströmen zerstreut, die an der Oberseite
des Siebs 23 beginnen und durch die Wirkung eines Sauggehäuses 25 hervorgerufen
werden. Die ausgestoßenen Fasern werden sodann auf einem Formierungsdrahtnetz 24
abgelagert, das unterhalb des Flockenbrechers 20 angeordnet ist, um dadurch eine
Matte zu bilden, während die Luft durch das Sieb 23 strömt, ohne irgendetwas mitzunehmen.
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Das Formierungsdrahtnetz 24 dient dazu, die Fasern des Abfallpapiers
in einen mattenähnlichen BogenS1 zu formen. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform
ein Formierungsdrahtnetz 24 vom Trommel-bzw. Walzentyp verwendet wird, kann selbstverständlich
auch ein Drahtgewebe des Endlostyps verwendet werden. Das Sauggehäuse 25
ist
derart ausgebildet, daß es sich hinter dem Formierungsdrahtnetz 24 öffnet. Der auf
dem Formierungsdrahtnetz 24 gebildete mattenähnliche Bogen S1 wird sodann auf eine
in der Nähe des Formierungsdrahtnetzes 24 angeordnete Aufnahmewalze 26 transportiert
und sodann auf ein Transportdrahtnetz 28 geleitet, wobei der Bogen 1 aufgrund der
Wirkung eines Sauggehäuses 27, das in der Aufnahmewalze 26 vorgesehen ist, an der
Außenfläche der Aufnahmewalze 26 anhaftet.
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Mittels des Transportdrahtnetzes 28 wird der mattenähnliche Bogen
1 sodann zur Ausbildung der Form des Bogens S1 zwischen Prägewalzen 29 hindurchgeleitet,
in denen er aufgrund des ausgeübten Drucks eine bestimmte Festigkeit erhält und
gleichzeitig mit einer Wellung bzw. Riffelung versehen wird. Obwohl die Form der
Wellung beliebig gewählt werden kann, wird vorzugsweise die Strebenausbildung gemäß
Fig. 2A gewählt. Im einzelnen bedeutet hierbei der Ausdruck ??Strebenausbildung??
diejenige Form einer reliefartigen Prägung bzw. Wellung, bei welcher die Wellung
in Richtung der Dickenerstreckung des Bogens läuft, nämlich senkrecht zum Bogen,
so daß dessen Seitenränder die aus Fig. 2B ersichtliche Dreieckwellenform einnehmen,
und zwar in Richtung des Pfeils X gemäß Fig. 2A gesehen; die Rippen bzw. Wellenkämme
E der Dreieckwelle (zur Verdeutlichung in dicken Linien gezeichnet) verlaufen jedoch
nicht gerade, sondern oszillierend bzw. zickzackförmig und bilden daher ebenfalls
Dreieckwellen, wenn sie von oben in Richtung des Pfeils Y gemäß Fig. 2B betrachtet
werden, wie aus Fig. 2C ersichtlich. Wenn daher ein Bogen mit solch einer Strebenausbildung
versehen wird, ist der Bogen nicht nur einer Biegebelastung unterworfen, sondern
auch der durch das Tiefziehen ausgeübten Belastung. Wenn daher übliches Papier als
Ausgangsmaterial für den Bogen verwendet wird, kann der Bogen leicht zerreißen.
Es ist daher in der Praxis unmöglich, aus üblichem Papier einen Polsterungsbogen
mit reliefartigen Prägungen zu fertigen, die in
Strebenausbildung
angeordnet sind. Beim vorliegenden Verfahren paßt sich der mattenähnliche Bogen
S1 jedoch leicht und ohne zu zerreißen der Außenkontur der Prägewalzen 29 an, da
die Bindekraft zwischen den Fasern im Bogen, bevor dieser zum Polsterungsbogen geformt
wird, nicht so hoch ist.
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Der mattenähnliche Bogen kann derart ausgebildet werden, daß er jede
beliebige Art von Wellung aufweist. Wenn jedoch die Wellung des Bogens zur Strebenausbildung
geformt wird, weist die Stoßdämpfungseigenschaft, die zusätzlich zur zufälligen
Verteilung der Faserausrichtung aufgrund der Form des Bogens bewirkt wird, nur geringe
Unterschiede in unterschiedlichen Richtungen auf, da die Wellung oszillierend bzw.
zickzackförmig in zwei zueinander senkrechten Richtungen verläuft.
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Weiterhin ist die aufgrund der Ausbildung gegebene bzw. räumliche
Wirksamkeit der Stoßdämpfungseigenschaft hoch, da sämtliche Ebenen in dem die Strebenausbildung
aufweisenden Bogen geneigt sind. Es läßt sich daher ein Polsterungsbogen mit ausgezeichneten
Stoßdämpfungseigenschaften herstellen, wenn der Bogen derart ausgebildet wird, daß
er eine Wellung mit der zuvor erläuterten Streb enausbildung aufweist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel von Prägewalzen 29, mit dem gute Ergebnisse
erzielt wurden, weist die Wellung bzw. Riffelung eine Höhe von 2, 5mm und einen
jeweiligen Abstand von 5,6 mm auf, und zwar sowohl in Längsals auch in Querrichtung.
Vorzugsweise gelangen die Prägewalzen 29 bei 0 einer Temperatur von 150-220 C zur
Anwendung, wobei der Druck am 2 Klemmspalt 5-50kp/cm beträgt.
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Der zusammengedrückte Bogen 5 wird sodann durch eine Aufnahmeein-2
richtung 30 aufgenommen oder durch eine nicht dargestellte, geeignete Schneideinrichtung
in gebrauchsfertige Stücke geschnitten.
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Wenn ein stärkerer Bogen hergestellt werden soll, kann dies dadurch
erreicht werden, daß ein mattenähnlicher Bogen durch Prägewalzen 29 zusammengedrückt
wird, um diesem Bogen eine Form zu geben, bei welcher der mattenähnliche Bogen an
einer oder beiden Seiten mit Papiergewebebahnen (Gazepapier) T1, T2 bedeckt ist.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann ein derartiges Überziehen mit den Papiergewebebahnen
T1, T2 auf die Weise durchgeführt werden, daß die Bahnen T1, T2 mittels Zufuhreinrichtungen
40, 41 zugeführt werden, so daß die Bahnen T1, T2 jeweils die Oberseite bzw. Unterseite
des auf dem T ranspo rtdrahtnetz 28 befindlichen mattenähnlichen Bogens berühren.
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Wenn lediglich eine Oberseite des Bogens bedeckt werden soll, wird
selbstverständlich eine der Zufuhreinrichtungen 40 bzw. 41 entfernt.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können noch eine Sprüheinrichtung 42 zum
Aufbringen von Klebstoff sowie Heizeinrichtungen 43, 44 vorgesehen sein. Weiterhin
können bei Wunsch auch Drückwalzen 45 zur Anwendung gelangen, um je nach Bedarf
mehr oder weniger stark die aus dem mattenähnlichen Bogen und den Papiergewebebahnen
T1, T2 gebildete Kombination zusammenzudrücken oder zu kompaktieren.
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Wenn die Stärke bzw. Festigkeit, Steifheit u. dgl. des Bogens noch
weiter vergrößert werden sollen, um die Stoßdämpfungseigenschaft des Polsterungsbogens
weiter zu steigern, und wenn außerdem dessen Wasserfestigkeit verbessert werden
soll, wird das Ausgangsmaterial mit synthetischer Pulpe vermischt. In diesem Fall
wird ein Ausgangsmaterial aus Abfallpapierstücken, vermischt mit 1 - 50 Ges.70 synthetischer
Pulpe, über den Förderer 11 dem Shredder 12 zugeführt, in dem es in kleinere Stücke
zerkleinert wird. Die zu diesem Zweck verwendete synthetische Pulpe weist fasrige
Gebilde und Scheibchen auf, die beim Entfasern durch eine Entfaserungsvorrichtung
o.dgl. in Fasern
aus thermoplastischem Harzmaterial, wie beispielsweise
Polyäthylen und Polypropylen, getrennt werden. In diesem Zusammenhang ist noch zu
erwähnen, daß statt dessen selbstverständlich die synthetische Pulpe allein dem
Trockenabscheider 17 zugeleitet werden kann, in dem dann die Pulpe mit dem zerkleinerten
Abfallpapier vermischt wird. Die Mischung wird sodann durch den Abscheider 17 gründlich
in Fasern entfasert. Die Fasern werden sodann zur Bildung eines mattenähnlichen
Bogens auf dem Formierungsdrahtnetz 24 abgelagert, worauf sodann dieser mattenähnliche
Bogen mittels der Aufnahmewalze 26 auf das Transportdrahtnetz 28 geleitet wird,
und zwar in der gleichen Weise, wie dies zuvor bei dem Verfahren beschrieben wurde,
bei dem ein Ausgangsmaterial in Form von lediglich Abfallpapierstücken ziir Anwendung
gelangte.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird der dem Transportdrahtnetz 28 zugeführte
mattenähnliche Bogen Sf auf dem Transportdrahtnetz 28 erhitzt, und zwar mittels
Heizeinrichtungen, wie beispielsweise eine Heißluftzufuhreinrichtung 50 oder nicht
dargestellten Heizwalzen, worauf der Bogen S; sodann durch die Prägewalzen 29' zusammengedrückt
wird, um dem Bogen, während er noch heiß ist, die gewünschte Form zu geben. Statt
dessen kann das Erhitzen des Bogens auch durch die Prägewalzen 29' durchgeführt
werden, während diese gleichzeitig den Bogen zusammendrücken bzw. verdichten. Die
Temperatur des erhitzten Bogens wird derart gewählt, daß die synthetischen Fasern
schmelzen und den aus dem Papier gewonnenen Fasern anhaften, wenn sie zur Ausbildung
der gewünschten Form zusammengedrückt werden. In diesem Fall können auch Drückwalzen
45 verwendet werden, um den Bogen mehr oder weniger stark zu verdichten, wobei dies
jedoch lediglich bei Wunsch erfolgen kann und nicht unbedingt erforderlich ist.
Der nach der Formung
gebildete Bogen 5 S2' wird sodann durch eine
Kühleinrichtung, wie 2, beispielsweise eine nicht dargestellte Kühlluftzufuhreinrichtung,
gekühlt, wodurch ein Polsterungsbogen von relativ großer Festigkeit gebildet wird.
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Der Polsterungsbogen wird sodann durch eine Aufnahmeeinrichtung 30
aufgenommen bzw. aufgewickelt.
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Es hat sich gezeigt, daß die Eigenschaften als Polsterungsbogen speziell
dann außerordentlich gut sind, wenn dessen Basisgewicht in der Größen-2 ordnung
von 200- 500g/m liegt, wenn die Dicke (= Höhe der Wellung) in der Größenordnung
von 2-5mm liegt und wenn die Dichte im Größen-3 bereich von 0,1 - 0, 2g/cm liegt.
Die Stoßdämpfungseigenschaften, Festigkeit, Wasserfestigkeit u. dgl. können nach
Wunsch dadurch variiert werden, daß der Gehalt an synthetischen Fasern entsprechend
gesteuert wird. Diese Eigenschaften können auch dadurch variiert werden, daß während
des Formungsprozesses die Temperatur bzw.
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das Ausmaß des Erhitzens und der Druck gesteuert werden.