DE3113210A1

DE3113210A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von behaeltern, behaelterformteilen oder anderen aehnlichen gegenstaenden aus stroh oder anderem rohfasermaterial

Info

Publication number: DE3113210A1
Application number: DE19813113210
Authority: DE
Inventors: Kenneth Graveney Kent White
Original assignee: STRAW BOX SYST Ltd
Current assignee: STRAW BOX SYST Ltd
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1981-04-02
Publication date: 1982-01-28
Also published as: CA1179108A; DE3113210C2; ZA812126B; IT1138257B; NL8101675A; PT72794B; ATA151881A; BR8102030A; IN157062B; AU6900981A; GR74497B; IT8120917A0; PT72794A; DK148881A; NZ196694A; AU551339B2; FR2479734B1; AT374814B; FR2479734A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Behältern, Behälterformteilen oder
anderen ähnlichen Gegenständen aus Stroh
oder anderem Rohfasermaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Behältern, Behälterformteilen oder anderen ähnlichen Gegenständen aus Stroh oder anderem Rohfasermaterial.

In der Früchte- und Gemüseindustrie ist es üblich,
Holz- oder Wellpappe-Kisten für Verpackungs- und
Transportzwecke zu verwenden. Obwohl es sich hierbei um Einwegbehältnisse handelt, sind diese Behältnisse trotzdem teuer in der Herstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese vorbekannten teueren Kisten durch Behälter aus billigerem Material zu ersetzen, insbesondere aus einem Material, das als Restbestand ohnehin vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Stroh oder das Rohfasermaterial mit einem unter Wärmeeinwirkung härtbaren Bindemittel vermischt wird, daß dieses Stroh
oder Rohfasermaterial-Bindemittelgemisch unter Druck versetzt wird und daß unter der Einwirkung von Wärme

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das Bindemittel zum Aushärten gebracht wird, um den Behälter, das Behälterformteil oder einen anderen ähnlichen Gegenstand zu formen.

Nach einer Variante der Erfindung wird diese Aufgabe auch durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Mischvorrichtung zum Vermischen des Strohes oder Rohfasermaterials mit einem wärraehärtbaren Bindemittel vorgesehen ist und daß ferner eine Preß-.und eine Erwärmungsvorrichtung vorhanden ist, die das Aushärten des Bindemittels bewirkt, um den gewünschten Behälter, das Behälterformteil oder einen ähnlichen Gegenstand zu erhalten.

Mit Vorteil wird ungeschnitzeltes oder nur grob geschnitzeltes Stroh oder Rohfasermaterial verwendet. Dieses Vorgehen ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Längen der Stroh- oder Rohfasermaterialschnitzel, wobei diese in den verschiedenen Richtungen in zufälliger Verteilung angeordnet sind, was gute Quer- oder Kreuzverbindungen mit guter Flexibilität, aber auch ausreichender Festigkeit ergibt.

Das Verhältnis zwischen Bindemittel und Stroh oder Rohfasermaterial liegt vorzugsweise bei annähernd 89 Gew.% Stroh-oder Rohfasermaterialanteil und 11 Gew.% Bindemittelanteil. Andererseits kann dieses Verhältnis aber bis zu 2 Gew.% in"beiden Richtungen variieren.

Das Stroh oder das Rohfasermaterial und das Bindemittel werden in einem Mischer bequem miteinander so vermischt,

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daß ein glatter Überzug auf der Stroh- oder Rohfasermaterialschicht beispielsweise mittels einer Sprühdüse aufgebracht werden kann.

Der Druck, der auf die resultierende Mischung zur Einwirkung gebracht wird, liegt in der Größenordnung von 80 Tonnen pro Quadratmeter und die Erwärmung ist vorzugsweise auf eine Temperatur von 150 ⁰C eingestellt, wobei bei dieser Temperatur die Wärmeenergie etwa 20 Sekunden lang pro Millimeter Wandstärke zur Einwirkung gebracht wird. Eine Temperatur von 150 ⁰C ist als Optimum ermittelt worden, wenngleich auch niedrigere Temperaturen bis zu 135 ⁰C verwendet werden können, wobei daim allerdings die Aushärtung entsprechend langer dauert. Andererseits können auch höhere Temperaturen bis zu 175 ⁰C verwendet werden, jedoch ist in diesem Falle dafür Sorge zu tragen, daß ein Verbrennen oder Ausdörren vermieden wird.

Vorteilhaft ist es auch, wenn ein Überzugsmaterial auf den Behälter oder das Behälterformteil oder ein ähnliches Produkt aufgebracht wird, wobei dieser Verfahrensschritt entweder noch während des Härtevorganges oder im Anschluß hieran vorgenommen werden kann. Das Überzugsmaterial kann aus Papier oder einer Kunststofffolie bestehen.

Im Falle der Herstellung eines Behälterformteiles kann dieses mit Markierungen oder Falzen an den Faltstellen versehen werden. In diesem Falle kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß das Behälterformteil mit Stapel-

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anschlagen, verdichteten Wand-Endteilen, Handgriffen, Belüftungsöffnungen oder anderen Einrichtungen für dessen Verwendung bei Behältern versehen wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Produkt, nämlich einen Behälter, ein Behälterformteil oder einen anderen ähnlichen Gegenstand, soweit dieser aus Stroh oder einem anderen Rohfasermaterial besteht.

Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Art und Weise verwirklichen; sie soll jedoch an einem spezifischen Ausführungsbeispiel anhand der nachfolgenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Behälters (mit entfernter Überzugsschicht), wobei verdeutlicht ist, wie das Stroh in einer Zufall svert eilung angeordnet ist und

Figur 2 eine graphische Darstellung der Plattendicke in Abhängigkeit von verschiedenen Stroh-Harz-Mischungsverhältnissen.

Gemäß der Erfindung liegt das Stroh oder ein anderes Rohfasermaterial üblicherweise in Form·von Ballen vor, wird anschließend einem Strohschnitzler zugeführt, wobei es mit Hilfe einer Häckselbank in grobe Schnitzel geschnitten wird, um es bequem verarbeiten zu können. Es ist kein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß

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diese Schnitzelung durchgeführt wird, jedoch wird dadurch die weitere Handhabung begünstigt. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn eine beträchtliche Menge von Strohschnitzeln unterschiedlicher Längen vorliegt, beispielsweise von Längen zwischen 250 Millimeter bis herab zu 10 Millimetern oder gar noch weniger, so daß in dem fertiggestellten Produkt die einzelnen Schnitzellängen in zufälligen Richtungen angeordnet sind, um gute Quer- und Kreuzverbindungen zu erhalten, die dem fertigen Produkt eine ausreichende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegung verschaffen, während gleichzeitig aber ein ausreichender Grad an Flexibilität aufrechterhalten bleibt. Ein Ausführungsbeispiel des fertiggestellten Produkts ist in Figur 1 dargestellt. Diese Darstellung zeigt die Seitenansicht eines Paneels für einen Behälter, in dem Stroh als solches verwendet wird, wobei aus dieser Figur ersichtlich ist, daß die Strohschnitzel in ihrer Länge beträchtlich variieren und in absolut zufälligen Richtungen angeordnet sind, um die gewünschten Quer- und Kreuzverbindungen zu bewirken. Das fertiggestellte Paneel enthält üblicherweise eine Uberzugsschicht aus Papier, die über der obersten Strohschicht zu liegen kommt und demgemäß diese Strohschicht unsichtbar macht.

Das als Ausgangsmaterial verwendete Stroh gelangt von einem Strohschnitzler zu einem Mischer, in dem es mit dem Bindemittel vermischt wird. Dies wird dadurch be wirkt, daß an dem Mischer Mittel angebracht sind, um einen ebenen Überzug von Harzmischung auf das Stroh, bei-

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spielsweise durch Aufsprühen in flüssiger Form aufzubringen, wobei eine automatische Meßeinrichtung vorgesehen sein kann, die eine Voreinstellung gemäß der erforderlichen Menge vornimmt. Das Bindemittel besteht üblicherweise aus Formaldehyd, Isocyanat und einem Härter, dem gegebenenfalls Wasser zur Herabsetzung der Viskosität zugefügt sein kann. Es hat sich gezeigt, daß vorteilhafte Mischungen insbesondere dann erhalten werden, wenn das Verhältnis Stroh zu Bindemittel 89 Gew.% zu 11 Gew.% beträgt, wobei eine Plus- oder Minusabweichung von 1-2 Gew.% zulässig ist. Die Mischung aus Stroh und Bindemittel wird von dem Mischer aus einer Presse zugeführt. Die Presse kann als Gießform ausgebildet sein, die die endgültige Gestalt, des herzustellenden Behälters besitzen kann, oder die auch die Gestalt einer Form aufweisen kann, um lediglich flache Platten herzustellen, die nachträglich in die Behälterformteile umgeformt werden, oder in eine geeignete Form für andere ähnliche Gegenstände. Anschließend wird die Presse aufgeheizt, um den Härteprozeß zu beginnen. Während dieser Erwärmungaperiode findet der Aushärteprozeß zu annähernd 90 % statt. Die restlichen 10 % der Aushärtung erfolgen während des abschließenden Abkühlens.

Im Falle der Herstellung von Behälterformteilen werden Falze, oder Markierungslinien oder andere Kennzeichnungen während des Formprozesses an den Stellen angebracht, an denen das Behälterformteil gefaltet werden soll. Auf diese

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Art und Weise kann das Behälterforniteil günstig gelagert werden, bevor es verwendet wird. Ein derartiges Behälterforiiiteil kann damit zu jeder beliebigen'Zeit zu einem Karton umgewandelt werden. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß die Seitenteile des Behälterformteiles an den geeigneten Falzen entsprechend abgebogen und diese Seiten dann beispielweise durch Klammern oder Kleben zusammengehalten werden. Andererseits kann ein Karton dadurch hergestellt werden, daß Bahnen aus vorgeformtem Material zusammengesetzt und verbunden werden, beispielweise in der· Form, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, wobei diese Bahnen in ähnlicher Weise durch Klammern oder Kleben befestigt werden können.

Während des Formprozesses können auch weitere Ausgestaltungen, wie Stapelanschläge, verdichtete Wand-Endteile, Handgriffe, Belüftungsöffnungen odgl. gleichzeitig mitgeformt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, im Gelände oder in einer damit lokal versorgten Fabrik ein Restprodukt, wie Stroh für die Herstellung von Behälter oder Behälterformteilen zu verwenden und beispielsweise auf einer Farm, die Getreide und. Fruchterträge erzeugt, den Rest der Getreideernte in einfacher Weise in Behälterformteile gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren umzuwandeln, die Formteile zu speichern bis die Behälter benötigt werden, wobei die Formteile dann in die Behälter fur die Verpackung des Ernteertrages umgeformt werden. Da das Rohmaterial ohnehin vorhanden ist, werden die Kosten auf ein Minimum

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herabgesetzt, insbesondere dann, wenn hierfür Landarbeiter zu Zeiten eingesetzt werden, zu denen sie nicht für andere Zwecke benötigt werden.

Anhand von Versuchen konnte festgestellt werden, daß für eine 3 Quadratmeter große Platte ein Preßdruck von 240 Tonnen vorteilhaft ist, d.h. ein Preßdruck von 80 Tonnen pro Quadratmeter bei einer Plattenstärke von 25,4 Millimeter Dicke.

Die graphische Darstellung gemäß Figur 2 zeigt auf der X-Koordlnate die Plattendicke in Millimeter und auf der Y-Koordinate das Grammgewicht des Strohes (x 100) in der Harzmischung und die Harzmischung selbst, wobei die besten Ergebnisse bei Verwendung von Formaldehyd in einer Menge von 90,225 Gramm, von Isocyanat in einer Menge von 40 Gramm, eines Härters in einer Menge von 8 Gramm und eines Wasseranteils in einer Menge von 12,5 Gramm (wobei der Wasseranteil wahlweise einsetzbar ist und zwar zur Reduzierung der Viskosität) erzielt worden sind. Wie diese graphische Darstellung verdeutlicht, ist es möglich, weiche Leichtgewichtsplatten, normale Standardplatten und Platten mit großer Dichte (dichtgepreßte Platten) zu erhalten, ,je nach der Menge des eingesetzten Strohes in der Harzmischung. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Mengen auf eine Plat-

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te mit einer Fläche von 5000 cm bezogen worden. Aus der anliegenden graphischen Darstellung ist beispielsweise ersichtlich, daß für eine Leichtgewichtsplatte mit einer Dicke von 14 Millimetern lediglich eine Stroh- und Harzmischung von 2800 Gramm erforderlich ist, um eine Plat-

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teneinheit von 5000 cm herzustellen. Wenn jedoch eine Plat-

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te mit hoher Dichtigkeit verlangt wird, so sind bei gleicher Plattenstärke 3800 Gramm des Stroh-Harzgemisches erforderlich.

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Claims

Straw Box Systems Limited
Lloyds Bank Chambers
High Street, Herne Bay,
Kent, Großbritannien

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von Behältern, Behälterformteilen oder anderen ähnlichen Gegenständen aus Stroh oder anderem RohfaserinaterLal, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh oder das Rohfasermaterial mit einein unter Wärmeeinwirkung härtbaren Bindemittel vermischt wird, daß dieses Stroh- oder Rohfasermaterial-Biiidemittelgemisch unter Druck versetzt wird und daß unter der Einwirkung von Wärme das Bindemittel zum Aushärten gebracht wird, um den Behälter, das Behälterformteil oder einen anderen ähnli chen Gegenstand zu formen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ungeschnitzeltes oder nur grob geschnitzeltes Stroh oder Rohfasermaterial verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von Stroh oder Rohfasermaterial und Bindemittel im Verhältnis von annähernd 89 Gew.% zu 11 Gew.% verwendet wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis um ^ 2 96 von dem Verhältnis 89 Gew.% : 11 Gew.% abweicht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet» daß das Stroh oder Rohfasermaterial und das Bindemittel in einem Mischer vermischt werden und daß das Bindemittel in flüssiger Form einer Sprühdüse in dem Mischer zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck, der auf die fertige Mischung einwirkt, in der Größenordnung von 80 to/m liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung bei einer Temperatur von annähernd 150⁰C vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungstemperatur etwa 20 Sekunden lang pro Millimeter Plattenstärke zur Einwirkung gebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzgemisch 90,225 Gramm

' Formaldehyd, 40 Gramm Isocyanat und 8 Gramm Härter enthält.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzgemisch zusätzlich 12,5 Gramm Wasser enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des fertigen Produkts eine Überzugsschicht aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht aus Papier oder aus Kunststoffolie besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Behälterformteilen diese mit Markierungen oder Falzen an den FaItstellen versehen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Herstellung von Behälterformteilen diese mit Stapel-Anschlägen, verdichteten Wand-Endteilen, Handgriffen, Belüftungsöffnungen oder anderen Einrichtungen für deren Verwendung mit Behältern versehen werden.
15. Vorrichtung zur Herstellung von Behältern, Behälterformteilen oder anderen ähnlichen Gegenständen aus Stroh oder einem anderem Rohfasermaterial, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischvorrichtung zum Vermischen des Strohes oder Rohfasermaterials mit einem wärmehärtbaren

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Bindemittel vorgesehen ist und daß ferner eine Preß- und eine Erwärmungsvorrichtung vorhanden ist, die das Aushärten des Bindemittels bewirkt, um den gewünschten Behälter, das Behälterformteil oder einen ähnlichen Gegenstand zu erhalten.

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