DE3525138A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kunststoffpappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffpappe durch Zugabe von Kunststoff in feinver­ teilter Form zu der Papiermasse in einer Pappemaschine. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Als Kunststoffpappe wird eine Pappe bezeichnet, die durch die Zugabe von Kunststoff in feinverteilter Form besondere Eigenschaften erhalten hat. Bei einem bekannten Verfahren werden in einer Pappemaschine dem Papierbrei aus Kunst­ stoff bestehende Zuschlagstoffe zugegeben. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Thermoplaste in Form von Fasern oder Fibrillen, die aus Granulat in einem Extruder in einem Naßverfahren verarbeitet und durch Zuschlagstoffe dispergierbar gemacht und anschließend wieder getrocknet wurden. Nach der Trocknung wird der Kunststoff in den Naß­ kreislauf der Pappemaschine eingeleitet und als Mischungs­ bestandteil des Papierbreis verarbeitet. Im Laufe der Pappeherstellung wird der Kunststoff dabei ein weiteres Mal getrocknet. Der Kunststoff wird somit mehrmals einer intensiven Wärmebehandlung ausgesetzt, was zu einer Be­ einträchtigung der Kunststoffqualität führt. Diese mehr­ fache Erwärmung erfordert außerdem einen verhältnismäßig hohen Energieaufwand.

Der in dispergierter Form im Naßverfahren zugeführte Kunststoff ist gleichmäßig über die gesamte Material­ dicke und auch gleichmäßig über die Bahnbreite verteilt. Eine gezielte Zugabe des Kunststoffs nur in bestimmten Schichten und/oder nur in bestimmten Breitenbereichen ist damit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne die Notwen­ digkeit eines aufwendigen Dispergiervorgangs und ohne mehrmalige Erwärmung des Kunststoffs eine gezielte Ein­ bringung von Kunststoff in die Pappe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff in Form von trockenem Kunststoffpulver auf das feuchte Papierblatt vor dem Trocknen in der Pappe­ maschine aufgetragen wird.

Da es nicht erforderlich ist, das Kunststoffpulver dis­ pergierbar zu machen, kann das Kunststoffpulver direkt aus dem Polymerisationsvorgang genommen werden. Es ent­ fallen daher die Wärmebehandlungsmaßnahmen bei der Granu­ latherstellung, bei der anschließenden Faserherstellung und bei der Trocknung der Fasern.

Da das Kunststoffpulver nicht im Naßkreislauf, sondern durch Auftragen, vorzugsweise Aufstreuen oder Aufsprühen auf das feuchte Papierblatt erfolgt, bevor dieses auf den Formzylinder oder Wickelzylinder der Pappemaschine aufläuft, ist es möglich, den Kunststoff in der für den jeweiligen Verwendungszweck gewünschten, unterschied­ lichen Verteilung über den Pappequerschnitt einzubringen. Beispielsweise kann der Kunststoffanteil in den mittleren Lagen der Pappe geringer und der Altpapieranteil höher gehalten werden, wenn die durch den Kunststoff bewirkten Eigenschaften besonders an der Oberfläche der Pappe in Erscheinung treten sollen. Dies kann beispielsweise vor­ teilhaft sein, wenn in einem einzigen Arbeitsgang beim thermoplastischen Preßverfahren auch eine Deckschicht aus einem wärmeverschweißbaren Material, beispielsweise Kunststoffolie oder Textilien mit aufgepreßt werden soll.

Ebenso einfach ist es auch möglich, in den äußeren Pappe­ lagen den Kunststoffanteil zu reduzieren, um die Ober­ flächeneigenschaft der Pappe weitgehend zu erhalten, ob­ wohl die Kernschichten Kunststoffcharakter haben. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Pappe nach der Verarbeitung lackiert werden soll. Bekanntlich haftet Lack auf Polypropylen schlecht und auf Polyäthylen fast gar nicht. Trotzdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Pappteile mit einem hohen Gehalt an diesen Thermoplasten hergestellt und anschließend lackiert wer­ den.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Temperaturbelastung in der Pappe­ maschine wesentlich geringer ist als bei der Mischung von Kunststoffen mit Altpapier in einem Extruder. Die Gefahr einer thermischen Schädigung der Kunststoffe und/ oder des Altpapiers ist damit weitgehend ausgeschlossen.

Die erste höhere Temperaturbelastung tritt erst dann auf, wenn die Kunststoffpappe thermoplastisch verarbeitet wird. Die Pappe wird noch im lockeren Gefüge getrocknet, auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt und anschließend ge­ preßt und gekühlt. Hierbei verschmilzt der Kunststoff mit den Altpapierfasern und gibt dem Preßteil je nach dem Kunststoffanteil seine gewünschten Eigenschaften.

Die Kunststoffpappe läßt sich nach der Erwärmung wie ein thermoplastischer Kunststoff verarbeiten, insbesondere pressen und tiefziehen, so daß nach diesem Verfahren beispielsweise Türverkleidungen und Seitenteile für die Automobilindustrie hergestellt werden können. Bei niedrigem Kunststoffanteil an der Pappenoberfläche läßt sich die Kunststoffpappe als Verkleidungsträger gut be­ kleben oder als selbständige Verkleidung gut lackieren.

Für die bevorzugte Anwendung im Bereich der Automobil­ industrie ist es von besonderer Bedeutung, daß die so hergestellte Kunststoffpappe wärmebeständig ist und nicht zum Splittern neigt. Außerdem ist die Kunststoff­ pappe feuchtigkeitsstabil. Diese Eigenschaften machen die Kunststoffpappe besonders für die Herstellung von Verkleidungsträgern geeignet.

Verglichen mit der Naßzugabe von Kunststoff im Extruder lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch längere Fasern verarbeiten. Außerdem können auch andere Zuschlagstoffe, wie langfaserige Glasfasern, zugeführt werden, was bei dem bekannten Verfahren nicht möglich ist. Das spezifische Gewicht der so hergestellten Kunst­ stoffpappe läßt sich verhältnismäßig niedrig halten.

Das Kunststoffpulver kann in einer über die Breite des Papierblatts unterschiedlichen Verteilung aufgetragen werden, wenn dies für die Weiterverarbeitung erwünscht ist. Beispielsweise können entweder nur die Ränder oder nur der mittlere Bereich mit einem erhöhten Kunststoff­ anteil versehen werden, wenn nur diese Bereiche anschlies­ send einer thermoplastischen Umformung unterworfen werden.

Da die Haftung des mit dem Kunststoffpulver versehenen feuchten Papierblattes auf dem Formzylinder oder Wickel­ zylinder herabgesetzt ist, kann es zweckmäßig sein, dem Kunststoffpulver ein Bindemittel zuzugeben. Stattdessen kann das Bindemittel in Form einer Klebstoffschicht auch vor oder nach dem Aufbringen des Kunststoffpulvers auf­ getragen werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her­ stellung von Kunststoffpappe in einer Pappemaschine, die ein das feuchte Papierblatt tragendes Naßfilzband und einen Formzylinder aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Streuvorrichtung für trockenes Kunststoffpulver über dem Naßfilzband angeordnet ist. Diese Streuvorrich­ tung kann beispielsweise ein Rüttelkasten sein, der eine Streuöffnung und eine innenliegende Förderschnecke auf­ weist; die Streuvorrichtung kann auch mindestens eine Pulversprühpistole aufweisen, die auf das Naßbilzband gerichtet ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfor­ dert somit nur sehr geringfügige zusätzliche Einrich­ tungen an einer herkömmlichen Pappemaschine.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsge­ dankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellungsweise eine Rundsiebmaschine zur Pappeherstellung,

Fig. 2 in einer vergrößerten, ebenfalls stark verein­ fachten Darstellung einen Rüttelkasten für Kunst­ stoffpulver an der Maschine nach Fig. 1 und

Fig. 3 in einer Darstellung ähnlich der Fig. 2 eine Pulversprühpistole an der Maschine nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Rundsiebmaschine weist einen umlaufenden Rundsiebzylinder 1 auf, der in die flüssige Papiermasse eintaucht. Bei der Drehung des Rundsiebzylin­ ders 1 wird die Papiermasse von einem über den Rundsieb­ zylinder 1 streichenden Naßfilzband 2 abgenommen und einer Abgautschwalze 3 zugeführt. Auf dem Naßfilzband 2 wird auf diese Weise ein feuchtes Papierblatt 4 gebildet, das in Fig. 1 mit gestrichelter Linie angedeutet ist.

Das Papierblatt gelangt unter eine in Fig. 1 nur schema­ tisch angedeutete Streuvorrichtung 5, durch die eine Schicht 6 von trockenem Kunststoffpulver (in Fig. 1 mit strichpunktierter Linie angedeutet) auf das Papierblatt 4 aufgetragen wird.

Das Naßfilzband 2 transportiert das mit dem Kunststoff­ auftrag versehene feuchte Papierblatt 4 zu einem Form­ zylinder 7, der auch als Wickelzylinder bezeichnet wird. Eine Tragwalze 8 drückt das Naßfilzband 2 mit dem darauf befindlichen Material gegen den Formzylinder 7. Auf dem Formzylinder 7 können nacheinander mehrere Papplagen bis zu der gewünschten Dicke aufgewickelt werden. Anschlies­ send wird die Pappe aufgeschnitten, abgenommen, gepreßt und in Trockenböden an der Luft oder in mit Dampf beheiz­ ten Flachtrocknern getrocknet.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführung der Streuvorrich­ tung 5 als Rüttelkasten 9, der einen mit einem Rüttelan­ trieb 10 verbundenen Trog bildet, der eine untenliegende Streuöffnung 11 aufweist, die sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Papierblattes 4 erstreckt. Im Rüttel­ kasten 9 ist eine Förderschnecke 12 für die Zufuhr und Verteilung des Kunststoffpulvers angeordnet. Ein die Streuöffnung 11 verschließender Absperrschieber 13 er­ möglicht es, die Streuvorrichtung 5 nur für diejenigen Pappschichten wirksam werden zu lassen, für die es im jeweiligen Einzelfall erwünscht ist. Beispielsweise können verstärkt oder ausschließlich die Deckschichten der Pappe oder deren mittlere Lage mit einem Zuschlag von Kunststoffpulver versehen werden, je nach dem ob die durch den Kunststoffgehalt bedingten Eigenschaften an der Pappoberfläche selbst erwünscht sind oder nicht.

Eine andere Ausführungsform der Streuvorrichtung 5 zeigt Fig. 3. Eine Pulversprühpistole 14 wird über eine Zufuhr­ leitung 15 aus einem (nicht dargestellten) Vorratsbehälter mit trockenem Kunststoffpulver versorgt. Der Pulveraus­ trag erfolgt durch Druckluft, die durch eine Druckluft­ leitung 16 zugeführt wird. Die Druckluft sprüht das Kunststoffpulver auf das feuchte Papierblatt 4.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Pulversprühpistole 14 an einem Schlitten 17 be­ festigt, der quer zur Bewegungsrichtung des Naßfilzbandes 2 an Rundführungen 18 entlang mittels einer oszillieren­ den Antriebseinrichtung 19 bewegt werden kann, beispiels­ weise einem Druckluftzylinder. Damit ist es möglich, das in ausgewählten Breitenbereichen mit Kunststoffpulver zu besprühen.

Stattdessen ist es auch möglich, mehrere feststehende Pulversprüpistolen 14 quer zur Laufrichtung des Naßfilz­ bandes 2 nebeneinander anzuordnen und gemeinsam oder ein­ zeln zu betätigen.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Aufbringung des Kunststoffpulvers, das beispielsweise auch in Form von Kunststoffasern verwendet werden kann, aucz an einer anderen Stelle des feuchten Papierblattes 4 erfolgen, beispielsweise über dem Rundsiebzylinder 1 oder dem Formzylinder 7. Da der Auftrag unmittelbar auf das feuchte Papierblatt 4 erfolgt, läßt sich die Menge des Kunststoff­ pulvers, das in den Wasserkreislauf der Pappmaschine ge­ rät, sehr gering halten. Da das Kunststoffpulver in nicht dispergierter Form vorliegt und leichter als Wasser ist, schwimmt es obenauf und kann im Wasserrücklauf durch einen einfachen Abscheider zurückgewonnen werden.

Bei einem Anwendungsbeispiel wurde Kunststoffpappe zur Herstellung von Verkleidungsträgern für die Automobil­ industrie hergestellt. Diese Verkleidungsträger sollten durch thermoplastisches Tiefziehen hergestellt werden, wobei die Außenfläche lackierbar sein sollte. Es wurde thermoplastisches Kunststoffpulver aus Polypropylen in einer Partikelgröße von 100 µm verwendet, das mittels mehrerer druckluftbetätigter Sprühpistolen über die ge­ samte Breite der Papierbahn aufgetragen wurde. Die so hergestellte Kunststoffpappe hatte insgesamt einen Kunst­ stoffanteil von 25 Gewichtsprozent, wobei der Gewichts­ anteil in den mittleren Papplagen etwa 30 % betrug, während die äußeren Papplagen nur etwa 15 % Kunststoff enthielten.

Die so hergestellte Kunststoffpappe wurde in einem thermo­ plastischen Tiefziehvorgang bei einer Verarbeitungstempera­ tur von 180°C umgeformt und anschließend auf der Außen­ seite lackiert.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffpappe durch Zugabe von Kunststoff in feinverteilter Form zu der Papiermasse in einer Pappemaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kunststoff in Form von trockenem Kunststoffpulver auf das feuchte Papierblatt in der Pappemaschine vor dem Trocknen aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffpulver in einer über den Quer­ schnitt und/oder die Breite des Papierblatts unter­ schiedlichen Verteilung aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffpulver aufgestreut wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffpulver aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoffpulver ein Bindemittel zugegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach oder nur nach dem Aufbringen des Kunststoffpulvers eine dünne Schicht von Klebstoff aufgetragen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Kunststoffpappe in einer Pappemaschine, die ein das feuchte Papierblatt tragendes Naßfilzband und einen Formzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Streuvorrichtung (5) für trockenes Kunststoff­ pulver über dem Naßfilzband (2) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuvorrichtung (5) ein Rüttelkasten (9) ist, der eine Streuöffnung (11) und eine innenlie­ gende Förderschnecke (12) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuvorrichtung (5) mindestens eine Pulver­ sprühpistole (14) aufweist, die auf das Naßfilzband (2) gerichtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere feststehende Pulversprühpistolen (14) quer zur Laufrichtung des Naßfilzbandes (2) nebenein­ ander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pulversprühpistole (14) quer zur Laufrichtung des Naßfilzbandes (2) beweglich geführt und mit einer oszillierenden Antriebseinrichtung (19) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuvorrichtung (5) über dem Rundsiebzylinder (1) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuvorrichtung (5) über dem Formzylinder (7) angeordnet ist.