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 nebenprodukt

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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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Claims (5)

Patentansprüche
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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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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