DE2530661C3

DE2530661C3 - Verfahren zur Herstellung eines Polsterungsbogens für Verpackungszwecke o.dgl

Info

Publication number: DE2530661C3
Application number: DE19752530661
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tokio Asai; Mitsugi Kashiwa Chiba Kanbe; Kazuo Kokubunji Tokio Minakuchi; Teruo Miura; Tadanori Fuji Shizuoka Sameshima; Tsutomu Takano
Original assignee: Honshu Seishi Kk Tokio
Current assignee: Honshu Seishi Kk Tokio
Priority date: 1974-07-12
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2530661A1; DE2530661B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Pols'erungsbogens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Für Verpackungszwecke od. dgl. vorgesehene Polsterungsbögen, die reliefartige Prägungen in Form des Fischgrätenmusters gemäß Fig.2A —2C aufweisen, besitzen ausgezeichnete Stoßdämpfungseigenschaften gegenüber in horizontaler und/oder vertikaler Richtung 5.s wirkenden Schlag- bzw. Stoßkräften. Die Herstellung eines solchen Polsterungsbogens mit Fischgrätenmuster ist jedoch sehr schwierig, weswegen eine derartiger Polsterungsbogen bisher nicht praktisch angewendet worden ist. Dies beruht darauf, daß das übliche f>o Ausgangsmaterial für einen solchen Polsterungsbogen, nämlich Papier, im Weg des sogenannten Naßverfahrens, bei dem Wasser oder ein anderes Bindemittel zur Anwendung gelangt, ;:u einer mit den Prägungen zu versehenden Fasermalte gebildet wird, weswegen die '"> Bindekraft zwischen den einzelnen einer derart im Naßverfahren gebildeten Fasermatte groß und demgemäß die mögliche Längung der Fasermatte gering ist.

Wenn daher eine solche Fasermatte anschließend durch die Prägewalzen mit einem Fischgrätenmuster versehen wird, ist die Gefahr eines Reißens der Facermatte außerordentlich groß und führt sogar fast regelmäßig zu Rissen im gebildeten Polsterungsbogen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren derart auszugestalten, daß ein Polsterungsbogen mit Fischgrätenmuster-Prägungen in .luverlässiger, einfacher und großindustrieller Weise hergestellt werden kann, ohne daß die Gefahr eines Reißens der Fasermatte während des Prägens besteht.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der das Fischgrätenmuster aufweisende Polsterungsbogen aus Abfallpapierstücken, beispielsweise aus Wellpappestükken, ausschließlich im Trockenverfahren und ohne Anwendung eines Bindemittels hergestellt werden, wobei sich der überraschende Effekt ergibt, daß einerseits ausschließlich durch die Anwendung des Trockenverfahrens die zuverlässige und großindustriel-Ie Herstellung eines solchen Polsterungsbogens überhaupt erst ermöglicht wird, weil nämlich die in der gebildeten Fasermatte vorliegenden relativ geringen Bindungen zwischen den Fasern das wegen des Fischgrätenmusters erforderliche intensive Prägen ohne Einreißen der Fasermatte überhaupt erst zulassen. Andererseits weist der gebildete Polsterungsbogen trotz der Anwendung des Trockenverfahrens, und obwohl keinerlei Bindemittel angewendet wird, außer der bekannten guten, aufgrund seines Fischgrätenmusters gegebenen Stoßdämpfungseigenschaft eine ausreichende Festigkeit auf, obschon während seiner Herstellung keinerlei Bindemittel zugegeben wird.

Derartiges war in keiner Weise zu erwarten, da auf dem Fachgebiet die Auffassung vorherrschte, einen Polsterungsbogen mit derart gravierenden und tiefgehenden Prägungen, wie es das Fischgrätenmuster darstellt, entweder nur im Naßverfahren — in diesem Fall dann mit den geschilderten Nachteilen — oder aber nur unter Anwendung einer ausreichenden Menge Bindemittel herstellen zu können. So gelangt bei einem bekannten Verfahren (US-PS 35 75 749) zur Herstellung eines Polsterungsbogens mit reliefartigen Prägungen als Ausgangsmaterial für den Polsterungsbogen ein Textilnetz zur Anwendung, das zuerst einmal vor seiner im Trockenverfahren mittels Saugkraft erfolgenden Beaufschlagung durch Fasern beidseits mit einem Bindemittel besprüht wird, so daß dann aufgrund dieses Bindemittels die Fasern am Textilnetz anhaften. Nachdem die Beaufschlagung des Textilnetzes mit den Fasern erfolgt ist, wird dann nochmals ein Bindemittel beidseits aufgesprüht, worauf das aus dem Textilnetz, dem Bindemittel und den Fasern bestehende Gebilde durch Trocknungswalzen hindurchgeleitet wird, die gleichzeitig auch als Drückwalzen dienen können, um das Bindemittel in das Material zu drücken und die Fasern zusammenzubinden. Um die Trocknung durchzuführen, können die Trocknungswalzen auch erhitzt sein. Es wird sodann das gesamte Gebilde, d. h. die Fasern einschließlich des als Grundlage dienenden Textilnetzes, auf eine Vorratswalze aufgewickelt. Abgesehen davon, daß mit diesem bekannten Verfahren kein Polsterungsbogen ausschließlich aus Fasern hergestellt wird, sondern eine

Fasermatte, die das genannte Textilnetz beinhaltet, gelangt hierbei auch in überreichlichem Ausmaß Bindemittel zur Verfestigung der Fasern zur Anwendung, was im Gegensatz zur Erfindung steht Außerdem erfolgt die Bildung die zur Herstellung des geprägten Polsterungsbogens vorgesehenen Fasermatte ausschließlich im Naßverfahren, so daß sich das bekannte Verfahren nicht einmals zur Herstellung eines Polsterungsbogens mit Fischgrätenmuster-Prägungen eignet, da einer solchen Prägung die Verwendung des Textilnetzes sowie die vorgesehene überreichliche Verwendung des Bindemittels einen zu großen Widerstand entgegensetzen würde.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildete Polsteningsbogen weist einen außerordentlich breiten Anwendungsbereich auf, da als Ausgangsmaterial Abfallpapierstücke zur Anwendung gelangen, die sich nicht mehr für den üblichen Gebrauch bzw. für die übliche Wiederverwendung eignen und ansonsten dem Abfall zugeführt werden müßten. Dieses Ausgangsmaterial kann auch relativ kurze, für die konventionellen Papierherstellungsverfahren nicht geeignete Fasern sowie solches Material, das mit einem Überzug oder Klebstoff versehen ist, aufweisen. Es kann deswegen der Polsterungsbogen mit sehr geringen Kosten hergestellt werden, und es wird eine wirksame Anwendung von Nachschubhilfsquellen möglich.

Wenn die Stoßdämpfungseigenschaften, Belastbarkeit und Wasserfestigkeit des Polsterungsbogens verändert werden sollen, kann dies dadurch erfolgen, daß den Abfallpapierstücken solche Fasern zugegeben werden, die aus synthetischer Pulpe gewonnen wurden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2A ein Ausführungsbeispiel des durch das Verfahren hergestellten Polsterungsbogens perspektivisch,

Fig.2B in Seitenansicht in Richtung des Pfeils X gemäß F i g. 2A und

F i g. 2C in Draufsicht in Richtung des Pfeils K gemäß Fig.2B;

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.

Bei der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung gemäß Fig. 1 werden Abfallpapierstücke, beispielsweise abgeschnittene Stücke von Wellpappe oder ebener Pappe, die während der Herstellung von Pappkartons anfallen, über einen Förderer If einem Shredder 12 zugeführt, in dem sie in trockenem Zustand zerkleinert bzw. zerfasert werden. Das zerfaserte Material wird sodann über ein Gebläse 13 in eine Luftleitung 14 und von don aus in einen Zyklon 15 geleitet, in dem es nach der Größe der zerkleinerten Materialstücke klassifiziert wird. Relativ große Mate- ho rialstücke werden mit konstanter Geschwindigkeit über eine mit dem unteren Ende des Zyklons 15 verbundene Zubringvorrichtung 16 einem Trockenabscheider 17 zugeleitet, während relativ kleine Materialstucke, wie beispielsweise Papierpulver, vom oberen finde des i>> Zyklons 15 aus über eine Leitung 18 dem Trockenabscheiderl7 direkt zugeleitet werden.

Nachdem das Material im Trockenabscheider 17 gründlich zerfasert ist, wird es durch die von der Luft ausgeübte Transportwirkung in eine Erweiterungsleitung 19 geleitet. Diese soll die durch Zerfasern der Abfallpapierstücke erhaltenen Fasern mittels des sich in Breitenrichtung ausbreitenden LuJtstroms über eine ausgewählte Breite verteilen, um dadurch eine relativ breite Fasermatte zu formen. Üblicherweise kann mittels dieses durch Luft bewirkten Transportprozesses das Zusammenflocken der Fasern nicht vermieden werden. Beim vorliegenden Verfahren werden jedoch die Fasern am Zusammenflocken gehindert und die etwa dennoch erzeugten Flocken aufgetrennt, indem am Auslaß der Erweiterungsleitung 19 ein Flockenbrecher 20 vorgesehen ist. Dieser weist ein Flügelrad 22 mit mehreren an einer Welle 21 befestigten, radial hiervon weglegenden Rhombusplatten-Flügeln sowie ein Sieb 23 auf, das um das Flügelrad 22 herum befestigt ist Es verweilen daher zuerst die durch die Erweiterungsleitung 19 eingeführten Fasern im Flockenbrecher 20, wobei unter der Wirkung des im Flockenbrecher 20 rotierenden Flügelrades 22 die Konzentration der Fasern in der Luft in Breitenrichtung vergleichförmigt und jede einzelne Faserflocke vollständig aufgelöst bzw. in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt wird.

Die durch das Flügelrad 22 vollständig zerlegten Fasern werden durch den Gebläseeffekt des mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Flügelrades 22 und durch den Klassifiziereffekt des Siebes 23 in einzelne Fasern sowie in Faserflocken klassifiziert, wobei vom Sieb 23 lediglich die vereinzelten Fasern ausgestoßen werden. Diese werden in den Luftströmen, die an der Oberseite des Siebes 23 beginnen und durch die Wirkung eines Sauggehäuses 25 hervorgerufen werden, zerstreut bzw. suspendiert. Die suspendierten Fasern werden sodann auf einem unterhalb des Flockenbrechers 20 angeordneten Formgebungsdrahtnetz 24 abgelegt und bilden dort eine Fasermatte Si. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform ein trommeiförmiges Formgebungsdrahtnetz 24 verwendet wird, kann selbstverständlich auch ein Drahtnetz des Endlostyps zur Anwendung gelangen. Das Sauggehäuse 25 ist derart ausgebildet, daß es sich hinter dem Formgebungsdrahtnetz 24 öffnet. Die auf dem Formgebungsdrahtnetz 24 abgelegte Fasermatte Si wird sodann auf eine in der Nähe des Formgebungsdrahtnetzes 24 angeordnete Aufnahmewalze 26 transportiert und schließlich auf ein Transportdrahtnetz 28 geleitet, wobei die Fasermatte Si aufgrund der Wirkung eines in der Aufnahmewalze 26 vorgesehenen Sauggehäuses 27 an der Außenfläche der Aufnahmewalze 26 anhaftet.

Mittels des Transportdrahtnetzes 28 wird die Fasermatte Si sodann zur Bildung eines Polsterungsbogens S2 zwischen Prägewalzen 29 hindurchgeleitet, zwischen denen sie aufgrund des ausgeübten Druckes ohne Anwendung eines Bindemittels verfestigt und gleichzeitig mit reliefartigen Prägungen in Form des Fischgrätenmusters gemäß Fig.2A, 2B, 2C versehen wird. Bei einem derartigen Fischgrätenmuster verläuft die Wellung senkrecht zum Polsterungsbogen S2, so daß dessen Seitenränder die Dreieckwellenform gemäß F i g. 2B aufweisen. Die Wellenkämme E(zur Verdeutlichung in dicken Linien gezeichnet) verlaufen jedoch nicht gerade, sondern zickzackförmig und bilden daher in Draufsicht ebenfalls Dreieckwellen, wie aus Fig. 2C ersichtlich. Während der Ausbildung eines solchen Fischgrätenmusters paßt sich die Fasermatte Si leicht und ohne zu zerreißen der Außenkontur der Prägewalzen 29 an, da die Bindekraft zwischen den einzelnen

Fasern der Fasermatte Si nicht so hoch ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel von Prägewalzen 29, mit dem gute Ergebnisse erzielt werden, weisen die Rippen der Prägewalzen 29 eine Hohe von 2,5 mm und einen Abstand von 5,6 mm auf, und zwar sowohl in Längs- als auch Querrichtung. Vorzugsweise gelangen die Prägewalzen 29 in erhitztem Zustand bei einer Temperatur von 150 —220°C zur Anwendung, wobei der Druck am Klemmspalt 5—50 kp/cm² beträgt.

Der fertige Polsterungsbogen S2 wird sodann durch eine Aufnahmeeinrichtung 30 aufgenommen oder durch eine nicht dargestellte Schneideinrichtung in gebrauchsfertige Stücke abgelängt.

Wie aus der abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g, 3 ersichtlich, kann zur Herstellung eines stärkeren Polsterungsbogens £2 auf wenigstens eine der beiden Oberflächen der Fasermatte vor deren Prägen durch die Prägewalzen 29 eine Papiergewebebahn (Gazepapier) Ti bzw. T2 aufgebracht werden. Diese Papiergewebebahnen 71, Ti werden der Fasermatte mittels Zufuhreinrichtungen 40, 41 zugeführt, so daß sie jeweils die Oberseite bzw. Unterseite der auf dem Transportdrahtnetz 28 befindlichen Fasermatte berühren. Wenn lediglich auf eine Fläche der Fasermatte eine Papiergewebebahn aufgebracht werden soll, wird selbstverständlich eine der Zufuhreinrichtungen 40 bzw. 41 entfernt. Wie aus Fig.3 ersichtlich, können noch eine Sprüheinrichtung 42 zum Aufbringen von Klebstoff, Heizeinrichtungen 43, 44 sowie Drückwalzen 45 vorgesehen sein, um je nach Wunsch die Fasermatte vor ihrem Prägen durch Aufsprühen von Klebstoff und/oder Wärmeeinwirkung und/oder Druckeinwirkung mit der oder den Papiergewebebahnen Γι. Ti zu verbinden.

Wenn die Stärke, Steifigkeit u. dgl. des Polsterungsbogens zur Verbesserung von dessen Stoßdämpfungseigenschaft und Wasserfestigkeit noch weiter vergrößert werden sollen, werden die Abfallpapierstücke vor dem im trockenen Zustand erfolgenden Zerfasern mit 1— 50 Gew.-°/o synthetischer Pulpe vermischt und die gebildete Mischung über den Förderer 11 dem Shredder 12 zugeführt, in dem sie zerkleinert wird. Die zu diesem Zweck verwendete synthetische Pulpe weist fasrige Gebilde und Scheibchen auf, die beim Zerfasern in einzelne Fasern aus thermoplastischem Harzmaterial, wie Polyäthylen und Polypropylen, aufgetrennt werden. Statt dessen kann selbstverständlich die synthetische Pulpe auch allein dem Trockenabscheider 17 zugeleitet werden, in dem sie dann mit den zerkleinerten Abfallpapierslücken vermischt und die gebildete Mischung schließlich durch den Trockenabscheider 17

<< gründlich in Fasern zerfasert wird. Die Fasern werden nach dem Suspendieren im Luftstrom dann zur Bildung der Fasermalte auf dem Formgebungsdrahtnetz 24 abgelegt, worauf die Fasermatte in der gleichen Weise wie bei Fig. 1 mittels der Aufnahmewalze 26 auf das Transportdrahtnetz 28 geleitet wird.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird die dem Transportdrahtnetz 28 zugeführte Fasermatte Si' mittels einer Heizeinrichtung 50, beispielsweise in Form einer Heißluftzufuhreinrichtung oder mittels Heizwalzen,

i_s erhitzt und sodann in noch heißem Zustand durch die Prägewalzen 29' zusammengedrückt und gleichzeitig verfestigt, wobei das gewünschte Fischgrätenmuster geprägt wird. Statt dessen kann das Erhitzen und Prägen der Fasermatte Si' auch gleichzeitig erfolgen und zwar mittels der erhitzten Prägewalzen 29'. Die Temperatur der erhitzten Fasermatte S\ wird in jedem Fall derart gewählt, daß die aus der synthetischen Pulpe gewonnenen Fa.iern anschmelzen und den aus derr Abfallpapier gewonnenen Fasern anhaften, wenn di< erhitzte Fasermatte S\ geprägt wird. Hierbei könner auch Druckwalzen 45 verwendet werden, um di< synthetischen Fasern bei Wunsch noch stärker an dei Fasermatte Si' anhaften zu lassen. Der nach dem Präger gebildete Polsterungsbogen S2 wird sodann durch ein« Kühleinrichtung, beispielsweise eine nicht dargestellt« Kühlluftzufuhreinrichtung, gekühlt, wodurch ein Polste rungsbogen von relativ großer Festigkeit gebildet wird Dieser wird dann abschließend durch die Aufnahmeein richtung 30 aufgewickelt.

Es hat sich gezeigt, daß die Eigenschaften al: Polsterungsbogen speziell dann außerordentlich gu sind, wenn sein Basisgewicht etwa 200—500 g/m², seine Dicke (= Höhe der Wellung) etwa 2 — 5 mm und seine Dichte etwa 0,1—0.2 g/cm³ betragen. Die Stoßdämp fungseigenschaften. Festigkeit, Wasserfestigkeit u. dgl können nach Wunsch dadurch variiert werden, daß dei Gehalt an synthetischen Fasern entsprechend gesteuer wird oder daß während des Formungsprozesses dit Erhitzungstemperatur und/oder der Druck gesteuer werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Polsterungsbogens für Verpackungszwecke od. dgl. mit reliefarti- s gen Prägungen in Form eines Fischgrätenmusters, wobei die Prägungen des Bogens durch Prägewalzen gebildet werden, durch die der Bogen hindurchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß Abfallpapierstücke in trockenem Zustand zerfasert werden, die erhaltenen, voneinander gesonderten Fasern in einem Luftstrom suspendiert und sodann zur Bildung einer Fasermatte mittels Saugkraft auf einem Foimgebungsdrahtnetz abgelegt werden und daß schließlich die Fasermatte zur Bildung des mit den reliefartigen Fischgrätenmuster-Prägungen versehenen Polsterungsbogens ohne Anwendung .jines Bindemittels durch die Prägewalzen zusammengedrückt und gleichzeitig verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine der beiden Oberflächen der Fasermatte vor deren Prägen eine Papiergewebebahn aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Papiergewebebahn vor dem Prägen der Fasermatte mit dieser durch Aufsprühen von Klebstoff und/oder Wärmeeinwirkung und/oder Druckeinwirkung verbunden wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß den Abfallpapierstükken vor dem im trockenen Zustand erfolgenden Zerfasern synthetische Pulpe zugegeben und nach dem Zerfasern der derart gebildeten Mischung, nach dem Suspendieren im Luftstrom und nach dem Ablegen auf dem Formgebungsdrahtnetz die gebildcte Fasermatte erhitzt wird, so daß die aus der synthetischen Pulpe gewonnenen Fasern anschmelzen und den aus dem Abfallpapier gewonnenen Fasern anhaften, wenn die erhitzte Fasermatte geprägt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen und Zusammendrücken bzw. Prägen der Fasermatte gleichzeitig mittels erhitzter Prägewalzen erfolgt.

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