DE2739023A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen geformter gegenstaende aus einem abfall- oder nebenprodukt - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen geformter gegenstaende aus einem abfall- oder nebenproduktInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen geformter Gegenstände
aus einem Abfall- oder Nebenprodukt
Die Erfindung betrifft die Herstellung geformter Gegenstände mit einer entsprechenden Vorrichtung im allgemeinen
und insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Herstellung solcher Gegenstände aus wiedergewonnenem Material,
wie einem Nebenprodukt aus einem Hauptherstellungsverfahren z.B. Abfall aus einem Verfahren zum Herstellen
beschichteter Papiererzeugnisse.
Es ist allgemeine Praxis beim Herstellen von Papier, das mit Kunststoffen beschichtet ist, die gewöhnlich für Behälter
z.B. Milchkartons und Trinkbecher verwendet werden, das Abfallmaterial aufzunehmen und zum Wiedergewinnen von,
so viel wie möglich - von der Zellulosefaser einer Rückgewinnungsbehandlung zu unterwerfen und die Faser im Papierferstellungsverfahren
wieder zu verwenden. Ein typisches Verfahren zur Rückgewinnung dieser Faser aus Ausschuß oder
Abfall wird in der US-Patentschrift 3.574-,050 beschrieben,
auf die hier bezug genommen wird. Bei diesem Verfahren enthält das nach der Süokgewinnung der Faser den synthetischen
Kunststoff, der mit dem Teil der Fasern imprägniert ist, der nicht entfernt werden kann, und in bestimmten
Fällen auch eine Metallfolie, die manchmal zur Herstellung des beschichteten oder belegten Papiererzeugnisses
gehört. Bisher ist dieses Material weggeworfen worden. Die üblichen Verfahren zum Befreien von diesem Abfallstoff war
entweder das Verbrennen, bei dem das Material als Zusatzbrennstoff verwendet wird, da es einen hohen Kaloriengehalt
besitzt, oder das Vergraben oder Landauffüllen. Es
wird jedoch als allgemein unmöglich angesehen, den Kunst-
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stoff wieder zu verwenden, weil er mit fasern und Blättern
verschmutzt ist.
Die Erfindung schlägt vor, daß dieses Material zum Herstellen geformter Gegenstände genutzt wird. Es wird auch
vorgeschlagen, daß thermoplastisches Material, das anders als mit faserigen Material beispielsweise mit Farbstoff und
verschiedenen anderen Zusätzen verschmutzt ist, beim Herstellen geformter Gegenstände und bei der Herstellung faserigen
Materials, vorzugsweise ebenfalls ein -Nebenprodukt, zur Verstärkung zugesetzt werden könnte.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird schematisch in
den Zeichnungen gezeigt. In diesen ist.:
Figur 1 die Verfahrensverlaufdarstellung des Verfahrens nach der Erfindung;
Figur 2 die Vorrichtung zum durchführen des Verfahrens
nach der Erfindung; die
Figur 3 bis 5 zeigen Einzelnheiten der Vorrichtung nach
Figur 2; die
Figur 6 und 7 sind Druafsicht bzw. Schnitt eines nach der
Erfindung geformten Gegenstandes; und
Figur 8 ist eine Einzelheit einer Abänderung der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses mit beschichtetem Papier, das eine Menge 10 von Rohfasern
enthält die an eine Papier- und Pappen-Produktions-
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straße 12 gegeben wird und eine Einrichtung zum Auftragen eines primären synthetischen Kunststoffüberzugs
auf Papier oder Pappe und einer Metallfolie zum Herstellen eines belegten Papiererzeugnisses besitzt, das bei
14- zur Benutzung ausgeliefert wird. Ausschuß oder Abfallstoff aus dem Verfahren, der fehlerhaftes
Material oder, von den Kanten der Papier oder Pappenbahn abgeschnittenes oder Abfallmaterial sein kann,
das nach dem Schneiden der Stanzstücke aus der Bahn übrigbleibt, wird zu einem Vorrat 16 zurückgeführt. Aus
diesem Vorrat 16, der üblicherweise von der Art nach der US-Patentschrift 3.574.058 ist, wird das beschichtete
Abfallmaterial zerrissen und eingeweicht und so viel als möglich des faserigen Gehalts des Abfallstoffs wird somit
getrennt zur Produktionsstraße 12 geleitet oder mit den ^ohfasern gemischt.
Das übrige Material, das die Faser enthält, die nicht im Verfahren 18 herausgetrennt werden kann, und der abgetrennte
synthetische Kunststoff und Folienstoff wird dann zu einer Heizvorrichtung 20 geführt, in der es auf
einen teigige oder pastenartige formbare Konsistenz reduziert wird, von wo es bei 22 zur Formeinrichtung zum
■Ausbilden des gewünschten Erzeugnisses gebracht wird.
Die Heizvorrichtung kann die in -^igur 2 dargestellte Trommel
oder das Band oder der Ofen nach Figur 8 oder ein allgemein üblicher Extruder für Kunststoffe sein, der einen
erhitzten rohrförmigen Körper mit Schraubvortrieb des Materials am Körper zu einer Form besitzt, die entweder
eine einfache öffnung oder, wenn geeignet, je nach dem aus zubildenden Gegenstand eine mehr oder weniger komplizierte
Form haben kann.
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Während in diesem besonderen Fall die im Verfahren 18 abgetrennte Faser zur Wiederverwendung in derselben Papier-
und Pappen-Produktionsvorrichtung 12 als ursprüngliches Abfallmaterial zurückgeführt wird, könnte es auch für andere
Zwecke verwendet werden. Außerdem kann das Abfallmaterial aus mehr als einer einzigen Produktionsstraße erhalten
werden.
Figur 2 zeigt das Schema einer Vorrichtung zur Verwendung beim Verfahren nach Figur 1. Diese enthält einen Behälter
30 in dem das Abfallmaterial aus das Faserabtrennverfahren 18 (Figur 1) gehalten wird. Im Behälter befindet sich ein
entsprechendes Leitelement 32, das den Materialfluß vom Behälter zur Förderanlage 34- gleichmäßig regelt, von der
das Abfallmaterial zur Heizvorrichtung 36 geliefert wird, die zwei gegeneinander rotierenden Metalltrommeln 38 enthält,
die durch denselben Motor oder je einen anderen unabhängigen Antrieb angetrieben werden können.
Außen um die Trommeln 38 herum befinden sich mehrere Hitze
abstrahlende Elemente 40 und in den Trommeln sind mehrere ähnliche Hitze strahlende Elemente 42 befestigt.
Die inneren Heizelemente 42 werden üblicherweise von entsprechenden
Gleitringen an der Nabe 5 der Trommel gebildet. Es ist erwünscht hier wärmeisolierende Mittel im Innern und
Äußeren der Trommeln vorzusehen, um die zur Erwärmung notwendige Energie niedrig zu halten. Die inneren Heizelemente
42 sind im Fall der Verwendung von äußeren Heizelementen so angebracht, daß die Trommeln sich gegen diese Elemente
bewegen. In bestimmten Fällen wird dadurch eine gleichmässige
Beheizung der Trommeloberfläche erhalten, was die Gleitringe überflüssig macht.
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Aus den Zeichnungen geht hervor, daß das von der Förderanlage
fallende Material zwischen die Trommeln gelangt, was die Ausgangsseite des Kniffs zwischen diesen
Trommeln ist. Wegen der hohen Temperatur, auf der die metallischen Trommeln gehalten werden, haftet das Material
an den Trommelflächen und wird vom Kniff weggeführt. Eine kurze Strecke vom Kniff entfernt befinden
sich zwei rotierende, mit Blättern versehene Elemente 44, die das Material an den Trommellängsachsen verteilen und die
Dicke der Schicht des Materials von den Trommeln so auf das beschränken, was wirksam auf eine formbare Konsistenz
reduziert werden kann.
Das an den Trommeln haftende Material wird rund um die Außenfläche der Trommeln zur Eingangsseite des Kniffs
und zu einem Abstreifelement 46 geführt, das das jetzt
pastige oder teigige Material von der Fläche der Trommeln abnimmt und es auf die Förderanlage 48 fallen läßt. Die
Förderanlagen 34 und 48 können aus Metall bestehen und
die Heizelemente können, wenn die Förderanlage 34 das
Material vor dem Fallen auf die Trommeln 38 vorheizt und
die Förderanlage 48 von den Trommeln abgestreiftes Material bei einer formbaren Konsistenz hält, mit diesen vereinigt
werden.
Von der Förderanlage 48 wird eine ^enge formbaren Materials
bei B von einer Bedienungsperson entnommen oder, wenn dieses Verfahren automatisch abläuft, gewogen und danach in
eine der Formen 50 gebracht werden, die sich auf dem Endlosbandförderer
52 befinden, der an der Beladestelle vorgesehen ist. Danach wird eine Presse 54 betätigt, der Gegenstand
hergestellt und das Material durch ein Härtungsbad
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an eine Abgabestelle 58 geliefert.
Figur 5 zeigt schematisch den Formvorgang. Eine Hohlform 50 (Figuren 3 und 4·) ist an einer Kette 52 befestigt
und besitzt eine entsprechende Form für den herzustellenden Gegenstand. Zwischen Ansätzen 60, die aus der Außenseite
der Form 50 herausragen, sind Klinken 62 drehbar
angebracht. Dort sind drei Sätze von Ansätzen und Klinken gleichwinkelig um die Hohlform herum verteilt, von denen
einer in den Zeichnungen gezeigt wird.
Durch eine Kolben-Zylindereinrichtung 64- können die Klinken
aus einer nicht gesperrten Lage, in der die Nase 66 der Klinke vom Forminneren verschoben wird, und einer gesperrten
Lage, in der die Nase (Figur 5) aus dem Innern der Form 50 herausragt, verschoben werden.
Im Betrieb wird an der Beladestelle ein Kernelement 68 praktisch von Hutquerschnitt in die Mitte der Hohlform gebracht.
Danach wird eine ^enge formbaren, von der Fördereinrichtung
gelieferten Materials in den ringförmigen Raum zwischen die Außenfläche des Kerns 68 und die Innenfläche
der Form 50 gebracht. Dann wird eine scheibenförmige Platte
70 mit einer Mittelöffnung zum Einpassen des Kerns 68 über das zu verarbeitende Material gelegt. Die Anordnung wird
dann in eine Preßstellung geführt, in der eine hydraulische Presse mit dem Stempel 72 betätigt und so gegen die Scheibe
70 geführt wird und die Formung durchgeführt wird, ^urch
eine übliche Einrichtung, z.B. eine auf einen Schalter ansprechende oder durch einen Begrenzungsschalter betätigte
Einrichtung wird nach Beendigung des Preßvorgangs die Kolben-Zylindereinrichtung 64 betätigt, um die Klinken 62
in die Arbeitsstellung nach Figur 5 zu bringen.
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Danach wird die Presse zurückgezogen, die Form mit dem Inhalt aus der Preßlage geschafft, und durch das Härtungsbad 56 (Figur 2) geführt.
Die beladene Form kommt aus dem Bad und gelangt in die Entladestelle 58, die in den Figuren 3 und 4- gezeigt'wird.
An oder neben der Entladestelle 58 befindet sich die pedalbetätigte
Klaue 74» die in die Stellung nach Figur 4-geschoben
werden kann, in der sie an ein Glied 76 der Förderkette 52 angreift, die von einem hydraulischen Motor so angetrieben
wird, daß der Motor sich leer dreht, während sie angehalten wird und die Form 50 an der Entladestelle hält.
Um die Form 50 an der Entladestelle herum gleichwinkelig
verteilt befinden sich drei Kolben-Zylindereinrichtungen 78, die beim Verschieben der Klinken 62 in ihrer ungesperrten
Lage wirksam werden, in der sie aus dem Innern der Form zurückgezogen sind. Wenn die Klinken 62 nicht gesperrt sind,
wird eine Kolben-Zylindereinrichtung 80 betätigt und ihr Stempel 82 gelangt in das innere des Kerns 68 und hebt
diesen an und wegen des Ineinandergreifens des Randquerschnitts des Kerns, auch den hergestellten Gegenstand und
die Scheibe aus der -"'orm. Ein Träger 84 mit einer U-förmigen
Plattform 86 wird dann durch horizontal liegende Stempel 88 nach vorn unter den geformten Gegenstand in die Stellung
nach Figur 3 geführt. Danach wird ein vertikaler Stempel 90 in Berührung mit dem Oberteil des Kerns gebracht und der
Kern aus dem fertigen Gegenstand zurück in die Stellung in der Hohlform gedrückt, während jedoch die Scheibe 70 und
der geformte Gegenstand auf der Blattform 86 bleiben. Beim Zurückziehen des Stempels 90 kann der geformte Gegenstand,
wenn geeignet von der Plattform 86 zur nachfolgenden Be-
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handlung oder zur Lagerung oder zum Gebrauch entnommen werden. Die Scheibe 70 wird zur nochmaligen Verwendung
in der Formeinrichtung zurückgeführt.
Die besondere hier beschriebene und dargestellte Formtechnik ist ein Beispiel von verschiedenen, die gewählt
werden können, und ist besonders zur Herstellung einer Schutzvorrichtung zum Anbringen im Ende einer Papierrolle
zum Schutz des Papiers gegen Schäden beim Transport geeignet. Eine solche Vorrichtung wird in den Figuren 6
und 7 gezeigt und enthält einen scheibenförmigen Körper mit einer Mittelöffnung 102 und mehreren radialen Speichen
oder Rippen 10A-, die aus einer Nabe zum Rad des Körpers herausragen. Zwischen Nabe und Rand befinden sich zwei,
konzentrische Ringrippen 110 geringerer Höhe (Figur 7) als Rand und Nabe. Mehrere radiale Rippen 112 verlaufen
zwischen Nabe und Rand und sind von gleicher Höhe wie die ringförmigen Rippen 110.
Figur 7 zeigt einen kleinen Vorsprung 11A- am Rand, der
einen Anschlag für das Zusammenarbeiten mit dem Ende einer zylindrischen Verpackung aus einem Papiererzeugnis
ergibt, in das die Vorrichtung eingesetzt wird. Die übliche Vorrichtung für diesen Zweck besteht aus Holz,
im allgemeinen aus Sperrholz und ist teuer und liecht zu beschädigen. Die Nutzung der Mischung eines faserigen Erzeugnisses
und der synthetische Kunststoff für die Herstellung einer solchen Vorrichtung ist neben der Tatsache,
daß benutzt wird, was bisher als Abfall betrachtet worden ist, besonders für die Verwendung als Schutzvorrichtung erwünscht,
da diese eine Speicherfähigkeit besitzt und daher
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Mißbrauch verhindert und seine Form wiedergewinnt und äußerst dauerhaft ist.
Der größere Teil der synthetischen Kunststoffe, die bei der Erfindung genutzt werden, sind Polyolefine, insbesondere
Polyropylen und Polyethylen.
Es gibt aber auch andere Stoffe, wie z.B. Polyvinylchloride, die mit guter Wirkung benutzt werden können. Die Flächen
der Heiztrommeln werden auf einer solchen Temperatur gehalten und mit einer solchen Geschwindigkeit gedreht,
daß das Material eine Temperatur zwischen 93 und JIO0C in
der Zeit erreicht, in der es von den Hol]en genommen wird. Die Temperatur, auf die das Material gebracht wird, ist
die, bei der ein wirksames und wirtschaftliches Formen ohne Erzeugung unzulässigen Rauchs möglich ist. -^ie Temperatur
wird deshalb für das jeweilige zu behandelnde Material gewählt und kann durch Regeln der Temperatur der Trommeln
oder der Umlaufgeschwindigkeit der Trommeln so eingestellt
werden, daß das Material auf der Fläche der Trommel für eine längere Zeit gehalten werden kann.
Im allgemeinen enthält das geformte Material nach der Erfindung etwa 80 bis 95% synthetisches, thermoplastisches
Material, etwa 5 bis 20% Zellulose und Metallfolie. Das Material kann somit verschiedene Mengen minerale Pigmente,
leimende Wirkstoffe oder andere Verschmutzungen enthalten.
Je nach dem jeweiligen Verfahren können die Proportionen beachtlich schwanken und es können entsprechende Einstellungen
zur Aufnahme verschiedener Stoffe, sowohl zum Aufheizen, wie auch der Formdrücke vorgenommen werden.
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Figur 8 zeigt eine andere Vorrichtung, die anstelle der Heizvorrichtung 36 benutzt werden kann. Bei dieser
Vorrichtung wird das Abfallmaterial durch einen Behälter 120 und eine Meßeinrichtung 122 hindurch an die Heizvorrichtung
gegeben. Die Materialien fallen auf ^etallbänder 124 und 126, die einzeln angetrieben werden und
bei derselben oder verschiedenen Geschwindigkeiten, je nach der gewünschten Wirkung arbeiten können.
Über und zwischen den Stahlbändern 124 und 126 befinden
sich hitzeabstrahlende Elemente 128. Diese Vorrichtung ist entsprechend isoliert, sowohl innen wie auch außen, um die
Heizenergie niedrig zu halten. Der Abfallstoff, der auf die Förderanlage 126 gefallen ist, mischt sich mit dem auf die
Förderanlage 124 gefallenen Abfallstoff am Punkt 130.
Der halbweiche Abfallstoff wird durch Abstreifer 132 von den Metallbändern genommen und fällt auf das Metallförderband
134. Dieses ist dieselbe wie die Förderanlage 48 in Figur 2.
Nachdem das Material geschmolzen und auf die Förderanlage 134 gefallen ist, ist das Gleichgewicht des Verfahrens dasselbe
wie nach Figur 2 und ist einigen Veränderungen ausgesetzt, die in Verbindung mit der Vorrichtung nach dieser
Figur erläutert worden ist. Einstellungen der Geschwindigkeit und der Temperatur der Bänder können zum Erhöhen
der Temperatur des Materials erfolgen.
Die beschriebene Vorrichtung kann bei der Behandlung von Abfall
oder Nebenprodukten aus thermoplastischem Materialien verwendet werden, die aus einem Verfahren abgezogen werden,
bei dem diese Stoffe nicht durch faseriges Material aber durch Farbstoffe oder andere Beigaben verschmutzt sind, die
nach der Praxis ihre Wiederverwendung ausschließen.
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In diesen Fällen können geformte Gegenstände hergestellt werden, die kein faseriges Material enthalten. Aber es
ist erwünscht, daß ein faseriges Material zugesetzt wird, um die Festigkeit des Gegenstandes zu verbessern.
Dieses faserige Material ist vorzugsweise ein Nebenprodukt eines Hauptprodukts und ein möglichst anderes Verfahren
als das aus dem das thermoplastische Material gewonnen wird.
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Leerseite
Claims (5)
1.)Verfahren zum Herstellen geformter Gegenstände durch
Verwenden eines Nebenprodukts aus thermoplastischen Material aus einer anderen Bearbeitung, das mit faserigen
Material durchsetzt ist das Heraustrennen eines Teils des faserigen Materials aus dem Nebenprodukt
und Zurückführen dieses Teils zum Wiederumlauf enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material
und das nach dem Abtrennen dieses Teils verbleibende faserige Material einer Hitzebehandlung ausgesetzt
wird, um das Material plastisch zu machen, worauf es zu dem gewünschten Gegenstand geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Laminat aus thermoplastischem
Material auf einer faserigen Unterlage gebunden ist und das Laminat zerkleinert wird, dadurch
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POSTSCHECKKONTO: W. MEISSNER, BLN-W
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gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Material an eine Heizeinrichtung gegeben wird, bei der es einer
Wärmebehandlung ausgesetzt wird, um es auf eine formbare Konsistenz zu roduzieren, und daß danach das erhitzte
Material geformt wird und einen handelsüblichen Gegenstand ergibt.
3. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
gegeneinander rotierende Trommeln (38) einen Kniff zwischen sich ergeben, daß eine Heizeinrichtung (40)
die Zylinderaußenflächen der Trommeln (38) aufheizt, daß eine Einrichtung (30, 40) das thermoplastische
Material, das mit einem faserigen Stoff durchsetzt ist, an die Ausgangsseite des Kniffs ausliefert und daß eine
in der Rotationsrichtung der Trommeln (38) von der Ausgangsseite der Trommeln entfernte Einrichtung (46) das
Material von der Fläche der Trommel nimmt, das durch die Hitze der Trommeln formbar gemacht worden ist.
4. Gegenstand als Schutzvorrichtung für Papierrollen, die
nach dem Verfahren und der Vorrichtung nach den vorhergehenden "nspruchen hergestellt worden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß sie einen scheibenförmigen Körper (100) mit mehreren Verstärkungsrippen (110, 112) besitzt
und aus thermoplastischem, mit einem Papierprodukt durchsetztem Material besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet, durch endlose
Bandförderer (52)durch mehrere Formen (50), die am Förderer befestigt eind und mit ihm bewegt werden können,
durch eine Füllstelle (58), bei der das zu formende Ma-
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terial in eine Form gebracht wird, durch eine Preßstelle
(5^·) an der das Material in der Form einem
Preßverfahren unterworfen wird und mit den Formflächen der Form übereinstimmt, und durch eine Abgabestelle
(58), an der der geformte Gegenstand (100) aus der Form entnommen wird.
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