DE69628235T2 - Verfahren zur Herstellung eines aus Fasern bestehenden Formteils - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses, das hauptsächlich aus Zellstoff besteht.
  • Beschreibung der einschlägigen Technik
  • Bisher wurden Verpackungen für elektrische Geräte einschließlich Fernsehgeräten, Videobandrecordern, Kassettenbandrecordern usw., sowie andere Verpackungen, wie Nahrungsmittelschalen, Fischbehälter usw., hauptsächlich aus geschäumtem Styrol hergestellt. Da geschäumtes Styrol ein gutes Stoßabsorptionsmaterial ist, ist es insbesondere zur Verwendung als Verpackungsmaterial für elektrische Geräte geeignet.
  • Jedoch führen aus geschäumtem Styrol hergestellte Verpackungen nach dem Gebrauch zu verschiedenen Problemen, insbesondere dann, wenn sie nach dem Gebrauch weggeworfen werden. Wenn z. B. Verpackungen aus geschäumtem Styrol in einem Ofen verbrannt werden, besteht die Tendenz, dass sie diesen durch die von ihnen erzeugte intensive Wärme beschädigen. Wenn das geschäumte Styrol in die Erde eingegraben wird, verbleibt es chemisch und physikalisch unverändert, da es im Boden nicht abgebaut werden kann. Daher führt der weit verbreitete Gebrauch von Verpackungen aus geschäumtem Styrol zu schwerwiegenden Bedenken hinsichtlich der Entsorgung, und zwar angesichts des aktuellen, zunehmenden Interesses betreffend den Umweltschutz und die Bewahrung natürlicher Ressourcen.
  • Es existierten Forderungen hinsichtlich formbarer Materialien, als Ersatzmaterialien für geschäumtes Styrol, zur Verwendung als Verpackungsmaterialien, die weniger zur Umweltverschmutzung beitragen und die hinsichtlich der Nutzung natürlicher Ressourcen effektiver sind. Eines von verpackungs- Ersatzmaterialien ist ein formbares Zellstoffmaterial, das hauptsächlich aus Altpapier wie Zeitungsabfall besteht.
  • Ein aus einem derartigen Zellstoffmaterial hergestelltes Formerzeugnis wird dadurch hergestellt, dass eine formbare Zellstoffaufschlämmung, die aus Altpapier wie Zeitungen hergestellt wurde, auf eine poröse Form oder eine Form mit einem Maschensieb aufgebracht wird und dann die aufgetragene Schicht der formbaren Zellstoffaufschlämmung in mehreren Stufen entwässert, gepresst und getrocknet wird.
  • Jedoch findet das so hergestellte Formerzeugnis nur.beschränkte Anwendung, da es über eine relativ kleine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm verfügt und nicht ausreichend stark ist, um schwere Gegenstände zu halten. Insoweit das formbare Zellstoffmaterial von sich aus über relativ kleines Stoßabsorptionsvermögen verfügt, gelingt es ihm nicht, die Stoßabsorptionserfordernisse für Verpackungen zu erfüllen, die Fernsehgeräte, Videobandrecorder, Kassettenbandrecorder usw., die ein Gewicht von einigen kg oder mehr aufweisen können, aufnehmen.
  • Derzeit wird ein formbares Zellstoffmaterial hauptsächlich als Verpackungsmaterial für kleine Verpackungen verwendet, einschließlich Eier-Käfigverpackungen, Verpackungen für kleine Werkzeugmaschinen, Keimling-Züchtungstöpfe, Verpackungen für Kassettenbandrecorder mit einem Gewicht von 1 kg oder kleiner, usw.
  • Es wurde vorgeschlagen, das Stoßabsorptionsvermögen von aus einem formbaren Zellstoffmaterial hergestellten Formerzeugnissen dadurch zu verbessern, dass eine kleine Menge an Bindemittel und hohle Teilchen zu einem Hauptbestandteil aus Zellstoff zugesetzt werden (sh. z. B. die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 6-10300 (und ihr Gegenstück US-A-5,360,825)).
  • Das Dokument EP-A-0 598 372 beschreibt einen zylindrischen Verbundpappe-Dämpfungskern mit einem Pappesubstrat und einer Dämpfungsschicht auf dem zylindrischen Pappesubstrat aus einer gedehnten Papierlage.
  • Das bereits o. g. Dokument US-A-5,360,825 offenbart einen Zellstoff-Formling, der durch Formen eines Vorrats aus Zellstoff und etwas Bindemittel hergestellt wird. Der Vorrat enthält Kunststoff-Mikrokugeln, die im Zellstoff-Formling gleichmäßig verteilte Hohlräume bilden. Die Mikrokugeln enthalten ein organisches Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt, wobei gedehnte Mikrokugeln Durchmesser aufweisen, die das Vier- bis Fünffache derjenigen der ursprünglichen Mikrokugeln sind. Die Mikrokugeln werden aus einem thermoplastischen Harz hergestellt.
  • Das Dokument WO-A-94 18 384 aus dem Stand der Technik beschreibt ein Verfahren zum Trennen von Fasern auf Zellulosebasis voneinander in Wasser, wobei ein Rohmaterial zunächst mit Wasser benetzt wird. Durch eine Kombination aus einer Zugabe eines Hydrokolloids, das Wasser bindet, und starkem Kneten beim hohem Feststoffgehalt wird dieses Gemisch in eine formbare Paste umgewandelt.
  • Stoßabsorptionserzeugnisse, die aus einem formbaren Zellstoffmaterial geformt werden, verfügen über dasselbe Ausmaß an Stoßabsorptionsvermögen und Formbarkeit wie aus geschäumtem Styrol hergestellte Erzeugnisse. Da jedoch diese Stoßabsorptionserzeugnisse aus einer Zellstoffaufschlämmung aus Altpapier-Zellstoff geformt werden und sie nur 10% oder mehr an Feststoffmaterial enthalten, benötigt es einige Stunden sie, durch einen Prozess zu formen, bei dem die Zellstoffaufschlämmung in eine Form gefüllt wird und sie entwässert und getrocknet wird und das Formerzeugnis der Form entnommen wird. Demgemäß war die Herstellrate für aus einem formbaren Zellstoffmaterial hergestellte Stoßabsorptionserzeugnisse niedrig.
  • Aus den obigen Gründen bestand Bedarf an einem formbaren Zellstoffmaterial mit hohem Stoßabsorptionsvermögen, das mit einer Herstellrate zu, einem Formerzeugnis geformt werden kann, die der Herstellrate von aus geschäumtem Styrol hergestellten Formerzeugnissen entspricht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses zu schaffen, das die o. g. Probleme überwindet.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, ist durch die Erfindung ein im Anspruch 1 spezifiziertes Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses geschaffen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm einer REM-Fotografiedarstellung eines formbaren Zellstoffmaterials;
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Formbaugruppe zum Formen eines Erzeugnisses aus dem formbaren Zellstoffmaterial;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Pressvorrichtung zum Zusammendrücken des in die in der 2 dargestellte Formbaugruppe eingefüllten formbaren Zellstoffmaterials;
  • 4 ist eine Schnittansicht eines zentralen Abschnitts der in der 3 dargestellten Pressvorrichtung;
  • 5 ist ein Diagramm einer Heizvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptgehäuses der in der 5 dargestellten Heizvorrichtung; und
  • 7 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen dem Kompressionsverformungsverhältnis und den Kompressionsspannungen zeigt, wie es auf Grundlage der Ergebnisse eines dynamischen Drucktests aufgetragen wurde, der an geformten Massen formbarer Zellstoffmaterialien ausgeführt wurde.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein formbares Zellstoffmaterial und ein Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses beschrieben. Das Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses wird unten als Verfahren zum Herstellen eines Stoßabsorptionsmaterials als Zellstoff-Formerzeugnis beschrieben.
  • Als Erstes wird nachfolgend das formbare Zellstoffmaterial beschrieben.
  • Zeitungs-Altpapier wird für zehn Minuten durch eine Zerfaserungseinrichtung (HFC-23, hergestellt von Orient Co. Ltd.) entfasert und dann durch ein Filter mit einer Siebgröße von 2,5 mm passiert, um dadurch eine Masse aus entfasertem Zellstoff herzustellen. Die Masse des entfaserten Zellstoffs enthält hauptsächlich ein Gemisch aus kleinen Papierteilchen mit jeweils einer Größe von ungefähr 2 auf 2 mm sowie eine Faserkomponente. Die Zerfaserung des Zeitungs-Altpapiers wird gestoppt, bevor das ganze Zeitungs-Altpapier in die Faserkomponente zerfasert ist, genauer gesagt, dann, wenn der Anteil der Faserkomponente größer als der Anteil der kleinen Papierstückchen wird. Da die Masse des zerfaserten Zellstoffs ein Gemisch aus kleinen Papierstückchen und einer Faserkomponente enthält, kann sie mehr Wasser als dann enthalten, wenn sie nur aus der Faserkomponente bestehen würde. Zur Masse des zerfaserten Zellstoffs wurden 50 Gewichts Wasser, 3 Gewichts% geschäumte, thermisch expandierbare Hohlteilchen (f-80D, hergestellt von Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) sowie 10 Gewichts modifizierter Stärke (EAT-4, Acetylisierungsgrad: 3%–4%, Gelatinierungstemperatur: 57°C–63°C, hergestellt von Honen Co., Ltd.) zugesetzt. Das Gemisch wird durch einen Planetenmischer für fünf Minuten geknetet, um ein formbares Zellstoffmaterial zu erzeugen. Da das Zeitungs-Altpapier in an Luft getrocknetem Zustand ungefähr 9% Wasser enthält, liegt der gesamte Wassergehalt des formbaren Zellstoffmaterials geringfügig über 36 Gewichts.
  • 1 zeigt eine REM-Fotografiewiedergabe eines so hergestellten formbaren Zellstoffmaterials 1. Wie es in der 1 dargestellt ist, enthält das formbare Zellstoffmaterial 1 zerfaserten Zellstoff 2, modifizierte Stärke 3 sowie thermisch expandierbare Hohlteilchen 4.
  • Die Hohlteilchen dienen als Dämpfungsmittel in einem Stoßabsorptionsmaterial, das durch eine Formungsvorrichtung (wird später beschrieben) aus einem formbaren Zellstoffmaterial hergestellt wird. Genauer gesagt, werden, wenn das Stoßabsorptionsmaterial durch externen Druck zusammengedrückt wird, die Hohlteilchen verformt, um Stoßabsorptionsfunktion auszuüben. Die Hohlteilchen werden wie folgt hergestellt. Als thermisch expandierbare Mikrokapseln bekannte Teilchen verfügen jeweils über eine Außenschale aus einem Polymer und eine Innenschale aus Kohlenwasserstoff, der durch die Außenschale bedeckt ist. Wenn die Teilchen erwärmt werden, erweicht die Außenschale aus dem Polymer, und die Innenschale aus Kohlenwasserstoff wird gasförmig. Daher dehnen sich die Teilchen aus, wobei ihr Volumen einige zehn Mal zunimmt. Die so expandierten Teilchen werden als Hohlteilchen verwendet. Die Hohlteilchen sollten vorzugsweise über hochelastische Außenschalen verfügen, um auf sie einwirkende Spannungen zu absorbieren, und sie sollten gegen Wärme hochbeständig sein, wobei ihre Wärme-Verformungstemperatur 130°C oder mehr beträgt. Genauer gesagt, werden thermisch expandierbare Mikrokapseln mit einer Verteilung der Teilchendurchmesser im Bereich von 10 μm bis 30 μm, die ein organisches Lösungsmittel in Form von Isobu tan, Pentan, Petroleumether, Hexan oder dergleichen mit einem Siedepunkt im Bereich von 50°C bis 100°C enthalten, mit Umschließung durch ein thermoplastisches Harz in Form von Vinylidenchlorid, Acrylonitril, Acrylester, Methacrylester oder dergleichen für eine kurze Zeitperiode auf 100°C bis 150°C erwärmt, um ihren Durchmesser auf das Vier- bis Fünffache und ihr Volumen auf das 50-bis 100-fache zu vergrößern, um so elastisch verformbare Hohlteilchen mit einer echten spezifischen Dichte im Bereich von 0,015 bis 0,025, einer Verteilung der Teilchendurchmesser im Bereich von 40 μm bis 200 μm, einem mittleren Durchmesser von bis zu 100 μm und einer Druckbe ständigkeit von 300 kg/cm2 oder mehr zu erzeugen. Die thermisch expandierbaren Mikrokapseln können vor oder nach dem Vermischen mit dem zerfaserten Zellstoff in die Hohlteilchen expandiert werden.
  • Bei einer Ausführungsform und Versuchsbeispielen, wie sie unten beschrieben werden, werden bereits expandierte Hohlteilchen mit dem zerfaserten Zellstoff gemischt. Vom Kostenstandpunkt her ist es jedoch bevorzugt, die Hohlteilchen zu expandieren, nachdem sie, gemeinsam mit der modifizierten Stärke und Wasser, mit dem zerfaserten Zellstoff gemischt wurden. Um die Hohlteilchen zu expandieren, nachdem sie mit dem zerfaserten Zellstoff ver mischt wurden, sollten solche Bedingungen eingehalten werden, dass sich die Hohlteilchen ausreichend ausdehnen können. Die mit dem zerfaserten Zellstoff zu mischende Menge an Hohlteilchen kann geeignet abhängig vom Typ des verwendeten Zellstoffs bestimmt werden. Da z. B. die Kosten proportional zu den eingemischten Hohlteilchen zunehmen, wird der Anteil der einzumischenden Hohlteilchen in Beziehung zur modifizierten Stärke bestimmt, die als Bindemittel dient. Genauer gesagt, nimmt, wenn der Anteil der einzumischenden Hohlteilchen verringert wird und die Menge zuzusetzender modifizierter Stärke entsprechend erhöht wird, die Bindungsfestigkeit zwischen dem zerfaserten Zellstoff und den Hohlteilchen zu, und die Kosten nehmen ab.
  • Die als Bindemittel dienende modifizierte Stärke wird dadurch hergestellt, dass ein Anteil der Hydroxylgruppe in Stärkemolekülen modifiziert wird. Genauer gesagt, kann ein Teil der Hydroxylgruppe in Stärkemolekülen durch eine Acetylgruppe oder eine Estergruppe ersetzt werden, wie es durch die unten angegebenen chemischen Formeln gekennzeichnet ist.
  • Stärke (ein Teil der Hydroxylgruppe ist ersetzt)
    Figure 00060001
  • Acetylisierte, modifizierte Stärke (hergestellt durch Ersetzen eines Teils der Hydroxylgruppe durch eine Acetylgruppe X: -COCH3):
    Figure 00070001
  • Veresterte, modifizierte Stärke (hergestellt durch Ersetzen eines Teils der Hydroxylgruppe durch eine Estergruppe X': -COR':
    Figure 00070002
  • Die modifizierte Stärke sollte vorzugsweise über eine niedrige Gelatinierungstemperatur im Bereich von ungefähr 55°C bis 65°C verfügen. wenn die zugesetzte Menge an modifizierter Stärke zu groß wäre, wäre das aus dem formbaren Zellstoffmaterial geformte Stoßabsarptionsmaterial übermäßig hart und sein Stoßabsorptionsvermögen wäre übermäßig gering. Wenn die zugesetzte Menge an modifizierter Stärke zu klein wäre, wäre die mechanische Festigkeit des aus dem formbaren Zellstoffmaterial hergestellten Stoßabsorptionsmaterials übermäßig niedrig. Daher wird die Obergrenze des Bereichs für die Zusatzmenge modifizierter Stärke abhängig vom Stoßabsorptionsvermögen und den wünschenswerten Kosten bestimmt, und die Untergrenze des Bereichs für die Zusatzmenge modifizierter Stärke wird abhängig von der wünschenswerten mechanischen Festigkeit des Stoßabsorptionsmaterials bestimmt.
  • Das formbare Zellstoffmaterial kann aus anderem Altpapier als Zeitunys-Altpapier hergestellt werden. Z. B. kann Abfall-Wellpappe zu schmalen Streifen zerschreddert oder zu Fasern zermahlen werden, und aus diesen schmalen Streifen oder Fasern kann eine Masse zerfaserten Zellstoffs hergestellt werden.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 eine Formbaugruppe zum Formen eines Erzeugnisses aus dem formbaren Zellstoffmaterial, eine Pressvorrichtung zum Zusammendrücken des in die Formbaugruppe eingefüllten formbaren Zellstoffmaterials sowie eine Heizvorrichtung beschrieben.
  • Wie es in den 2 bis 4 dargestellt ist, verfügt eine Formbaugruppe 11 über eine untere Form 12 aus einer Aluminiumlegierung mit einer Oberfläche als Hauptformungsfläche mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Gestalt, eine obere Form 13 aus einer Aluminiumlegierung mit einer Platte mit einer ebenen Pressfläche sowie einen kastenförmigen Rahmen 14 mit einer oberen und einer unteren Öffnung. Die untere und die obere Form 12, 13 sind in den Rahmen 14 eingesetzt. Die untere und die obere Form 12, 13 und der Rahmen 14 verfügen über eine Anzahl von Belüftungslöchern 12a, 13a, 14a, die mit einem Abstand oder einer Schrittweite von ungefähr 15 mm jeweils in ihnen ausgebildet sind, wobei jedes der Belüftungslöcher 12, 13a, 14a über einen Durchmesser von 10 mm verfügt. An der Oberseite der oberen Form 13 ist ein Paar vertikaler Befestigungs-Führungsstäbe 15 an jeweils entgegengesetzten Enden befestigt. In den Befestigungs-Führungsstäben 15 sind jeweilige vertikale Führungsschlitze 15a ausgebildet. Die obere Form 13 wird durch Schrauben 16 mit Handknöpfen am Rahmen 14 befestigt, wobei diese Schrauben durch die jeweiligen vertikalen Führungsschlitze 15a eingeführt werden und in die jeweiligen Endwände des Rahmens 14 eingeschraubt werden. Der Rahmen 14 verfügt über einen Flansch 14b, der sich entlang seinem Oberrand erstreckt, und ein Paar Griffe 17, die am Flansch 14b über der jeweiligen Seitenwand des Rahmens 14 montiert sind.
  • Wie es in der 3 dargestellt ist, verfügt eine Pressvorrichtung 21 über einen an einer oberen Trägerbasis 22a eines Maschinengestells 22 möntierten Luftzylinder 23 sowie einen an einer unteren Trägerbasis 22b des Maschinengestells 22 montierten Formbaugruppe-Halter 24. Der Luftzylinder 23 verfügt über eine sich nach unten erstreckende Zylinderstange 23a, und an seinem unteren Ende hält er eine Pressscheibe 25, die nach unten in den Rahmen 14 eingeführt werden kann, wenn die Zylinderstange 23a abgesenkt wird. Der Formbaugruppe-Halter 24 verfügt über ein Paar einander zugewandter Formbaugruppe-Klammern 26 zum Festklemmen der Formbaugruppe 11 zwischen diesen.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 eine Heizvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses, d. h. eines Stoßabsorptionsmaterials aus dem oben beschriebenen formbaren Zellstoffmaterial beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform erwärmt die Heizvorrichtung die geformte Masse des formbaren Zellstoffmaterials durch Heißluft. Die geformte Masse des formbaren Zellstoffmaterials, die mit Heißluft durch die Heizvorrichtung gemäß der Ausführungsform zu erwärmen ist, wird durch die in der 2 dargestellte Formbaugruppe 11 und die in den 3 und 4 dargestellte Pressvorrichtung 21 hergestellt.
  • Das mit Heißluft durch die Heizvorrichtung gemäß der Ausführungsform zu erwärmende Zellstoff-Formmaterial enthält mehr Wasser als ein durch Dampf zu erwärmendes Zellstoff-Formmaterial. Genauer gesagt, enthält das durch Heißluft durch die Heizvorrichtung gemäß der Ausführungsform zu erwärmende Zellstoff-Formmaterial z. B. 80 Gewichts% Wasser in Bezug auf die Masse zerfaserten Zellstoffs. Bei der Ausführungsform kann das Zellstoff-Formmaterial 30 bis 80 Gewichts% Wasser enthalten. Die Untergrenze des Bereichs für den Wassergehalt, d. h. 20 Gewichts% , repräsentiert eine Menge; die dazu erforderlich ist, das Gemisch aus kleinen Papierstückchen und der Faserkomponente auf einfache Weise mit den Hohlteilchen und der modifizierten Stärke zu kneten und es zu ermöglichen, dass die modifizierte Stärke durch Wärme aus Heißluft gelatiniert wird. Die Obergrenze des Bereichs für den Wassergehalt, d. h. 80 Gewichts , ist durch die Zeitperiode bestimmt, über die die geformte Masse getrocknet wird, sowie die Einfachheit, gemäß der die geformte Masse von der Formbaugruppe getrennt wird. Bei der Ausführungsform ist bei der Ober- und der Untergrenze des Bereichs für den Wassergehalt die Wassermenge berücksichtigt, die bei Erwärmung mit Heißluft verlorengeht.
  • Wie es in den 5 und 6 dargestellt ist, verfügt eine Heizvorrichtung 131 gemäß der Ausführungsform über ein Hauptgehäuse 132 mit einer in diesem ausgebildeten Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133, eine über dem Hauptgehäuse 132 ausgebildete obere Ausgabekammer 134 und eine untere Druckregulierkammer 135 (sh. die 5), die unter dem Hauptgehäuse 132 ausgebildet ist. Das Hauptgehäuse 132 ist auf ein Maschinengestell 136 aufgesetzt. Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt das Hauptgehäuse 132 über eine drehbar gelagerte Vorderwand 133a, die geöffnet und geschlossen werden kann, um die Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 zu öffnen und zu schließen. Die Ausgabekammer 133 verfügt über Pyramidenstumpfform, und sie ist gelenkig so gela gert, dass sie um ihren Hinterrand in Bezug auf die Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 geöffnet werden kann.
  • Die Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 verfügt über einen unteren Raum 137, der unter einer Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a zum Aufnehmen der Formbaugruppe 11 darin ausgebildet ist, und der mit der unteren Druckregulierkammer 135 in Verbindung steht. Die Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a verfügt über eine zentrale Öffnung 138 zum Aufnehmen des Rahmens 14 der Formbaugruppe 11, wenn diese im unteren Raum 137 platziert wird. Wenn die Formbaugruppe 11 im unteren Raum 137 so platziert wird, dass der Rahmen 14 in der Öffnung 138 aufgenommen wird, wird der Flansch 14b durch mehrere kippbare Klemmen 139, die um die Öffnung 138 herum an der Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a angebracht sind, an dieser Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a befestigt.
  • Wie es in der 5 dargestellt ist, verfügt die untere Druckregulierkammer 135 über umgekehrte Pyramidenstumpfform, und sie nimmt ein Wassertropfen-Stoppnetz 140 auf, das horizontal gespannt gehalten wird.
  • Dem Hauptgehäuse 132 der Heizvorrichtung 131 ist ein Leitungssystem zugeordnet, das unten beschrieben wird.
  • Die Ausgabekammer 134 verfügt über eine obere Wand 134a, an die ein Auslassstutzen 141 angesetzt ist. Die Druckregulierkammer 135 verfügt über eine untere Wand 135a, an die ein erster und ein zweiter Einlassstutzen 142, 143 angesetzt sind, die mit jeweiligen Ventilen kombiniert sind, und es ist ein mit einem Ventil kombinierter Wasserauslassstutzen 144 angesetzt. Das Leitungssystem verfügt über eine mit dem Auslassstutzen 141 verbundene Auslassleitung 145, eine mit dem ersten Einlassstutzen 142 verbundene erste Leitung 146 zum Zuführen von Heißluft, eine mit dem zweiten Einlassstutzen 143 verbundene zweite Leitung 147 zum Zuführen von Luft unter Druck auf normaler Temperatur sowie eine Ablaufleitung 144a, die mit dem Wasserauslassstutzen 144 verbunden ist.
  • Die Auslassleitung 145 ist mit einem Auslassgebläse 148 verbunden. Die erste Leitung 146 ist über ein Sperrventil 149 mit einem Heißluftgebläse 150 verbunden. Die zweite Leitung 147 ist mit einem Kompressor 151 verbunden. Die Ablaufleitung 144a ist mit einem Abfluss verbunden.
  • Nachfolgend wird ein Prozess zum Formen eines Stoßabsorptionsmaterials aus dem formbaren Zellstoffmaterial unter Verwendung der Formbaugruppe 11, der Pressvorrichtung 21 und der Heizvorrichtung 131 beschrieben.
  • Als Erstes wird die untere Form 12 in das untere offene Ende des Rahmens 14 eingesetzt, und auf die Oberseite der unteren Form 12 und die Innenwandflächen des Rahmens 14 wird eine für Luft und Wasser durchlässige Lage 18, wie ein Vliestuch, aufgelegt. Dann wird eine vorbestimmte Menge des formbaren Zellstoffmaterials 1 in den Rahmen 14 gefüllt, und zwangsweise so aufgefüllt, dass die dreidimensionale Oberseite der unteren Form 12 vollständig bedeckt ist.
  • Nachdem das formbare Zellstoffmaterial 1 eingefüllt wurde, wird die Lage 18 ebenfalls über der Oberseite des formbaren Zellstoffmaterials 1 platziert, und dann wird die obere Form 13 durch das obere offene Ende des Rahmens 14 in diesen eingeführt und so auf dem formbaren Zellstoffmaterial 1 platziert, dass dazwischen die Lage 18 eingefügt ist, wie es in der 4 dargestellt ist. Danach werden die Schrauben 16 durch die Führungsschlitze 15a in den Befestigungs-Führungsstäben eingeführt und in die Stirnwände des Rahmens 14 eingeschraubt. Dabei werden die Schrauben 16 nicht vollständig angezogen, so dass die obere Form 13 vertikal in Bezug auf den Rahmen 14 gleiten kann.
  • Die für Luft und Wasser durchlässige Lage 18, wie ein Vliestuch, ist auf die Oberseite der unteren Form 12, die Innenwandflächen des Rahmens 14 und die Unterseite der oberen Form 13 gelegt. Jedoch kann die für Luft und Wasser durchlässige Lage 18 weggelassen werden, wenn die in der unteren und der oberen Form 12, 13 und dem Rahmen 14 ausgebildeten Belüftungslöcher 12a, 13a, 14a einen ausreichend kleinen Durchmesser aufweisen oder wenn auf der Oberseite der unteren Form 12, den Innenwandflächen des Rahmens 14 und der Unterseite der oberen Form 13 eine Schmierschicht angebracht wird.
  • Die vollständig mit dem formbaren Zellstoffmaterial 1 befüllte Formbaugruppe 11 wird dann im Formbaugruppe-Halter 24 der Pressvorrichtung 21 platziert und durch die Formbaugruppe-Klemmen 26, die die Formbaugruppe 11 in Eingriff mit den unteren entgegengesetzten Seiten derselben einbetten, in der Pressvorrichtung 21 positioniert.
  • Danach wird der Luftzylinder 23 betätigt, um die Zylinderstange 23a abzusenken, wodurch die Druckscheibe 25 nach unten in den Rahmen 14 gegen die Oberseite der oberen Form 13 gedrückt wird. Der Luftzylinder 23 wird conti nuierlich betrieben, um dafür zu sorgen, dass die Druckscheibe 25 auf die obere Form 13 drückt, um dadurch das formbare Zellstoffmaterial 1 in der Formbaugruppe 11 mit einem vorbestimmten Druck zusammenzudrücken. Nun wird das formbare Zellstoffmaterial 1 auf eine solche Dichte eingestellt, dass diese nach dem Trocknen ungefähr 0,125 g/cm3 (= 125 kg/m3) beträgt, und sein unterer Abschnitt wird entsprechend der dreidimensionalen Form der Oberseite der unteren Form 12 geformt. Wenn das formbare Zellstoffmaterial 1 auf diese Weise zusammengedrückt wird, wird in ihm eingeschlossene Luft entfernt und seine Bindekraft nimmt zu.
  • Dann werden die Schrauben 16 vollständig angezogen, um die obere Form 13 mittels der Befestigungs-Führungsstäbe 15 am Rahmen 14 zu befestigen.
  • Danach wird die Zylinderstange 23a rückwärts angehoben, und die Formbaugruppe 11 wird dem Formbaugruppe-Halter 24 entnommen und in die Heizvorrichtung 131 transportiert. Die geformte Masse aus dem formbaren Zellstoffmaterial 1 in der Formbaugruppe 11 wird durch die Heizvorrichtung 131 durch Wärme zu einem Stoßabsorptionsmaterial getrocknet.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der Heizvorrichtung 131 beschrieben. Die der Pressvorrichtung 21 entnommene Formbaugruppe 11 wird in der Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 der Heizvorrichtung 131 platziert. Genauer gesagt, wird die Vorderwand 133a geöffnet, und die obere Ausgabekammer 134 wird in den offenen Zustand angehoben, wodurch die Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a freigelegt wird. Die Formbaugruppe 11 wird in die in der Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a ausgebildete zentrale Öffnung 138 eingesetzt, wobei der Flansch 14b auf der Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a platziert wird. Dann wird der Flansch 14b durch die Kippklemmen 139 an der Formbaugruppe-Befestigungsplatte 137a befestigt. Nachdem die Formbaugruppe 11 fest in der Heizvorrichtung 131 positioniert wurde, werden die vorderwand 133a und die obere Ausgabekammer 134 geschlossen, wodurch die Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 dicht abgeschlossen wird.
  • Nun wird das Sperrventil 149 geöffnet und das Heißluftgebläse 150 wird betrieben, um Heißluft zu erzeugen. Dabei ist das Ventil des Wasserauslassstutzens 144 geschlossen. Die erzeugte Heißluft, die auf eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 110°C eingestellt wird und nach der Wärmezufuhr einen Wert von 1–1,5 des Atmosphärendrucks aufweist, wird über die erste Leitung 146 zugeführt und durch den ersten Einlassstutzen 142, dessen Ventil geöffnet ist, in die Druckregulierkammer 135 eingeleitet. In der Druckregulier kammer 135 wird der Druck der Heißluft vergleichmäßigt. Dann wird die Heißluft dem unteren Raum 137 in der Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 zugeführt. Die Heißluft wird vom unteren Raum 137 zur Formmasse aus dem formbaren Zellstoffmaterial 1 in der Formbaugruppe 11 geleitet. Die zugeführte Heißluft strömt durch die Belüftungslöcher 12a, 14a in der unteren Form 12 und dem Rahmen 14 in die Formbaugruppe 11, sie durchströmt die Formmasse aus dem formbaren Zellstoffmaterial 1 in der Formbaugruppe 11 und erwärmt sie, und sie strömt von den Belüftungslöchern 13a der oberen Form 13 in die obere Auslasskammer 134 über der Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133. Danach wird die Heißluft, die nun Dampf enthält, zwangsweise durch den Auslassstutzen 141 und die Auslassleitung 145 durch das Auslassgebläse 148 zwangsweise aus der oberen Auslasskammer 145 abgezogen und ausgeblasen.
  • Die Heißluft, die der geformten Masse aus dem formbaren Zellstoffmaterial 1 zugeführt wurde und diese durchströmt hat, wird bei einem Unterdruck von z. B. 0,5 des Atmosphärendrucks durch das Auslassgebläse 148 zwangsweise abgezogen und ausgeblasen, während sie die geformte Masse erwärmt.
  • Die Heißluft wird für eine vorgegebene Zeitperiode von z. B. einigen zehn Sekunden kontinuierlich zugeführt und zwangsweise ausgeblasen. Dann wird, während sich das Auslassgebläse 148 in Betrieb befindet, der erste Einlassstutzen 142 durch sein Ventil geschlossen, und der zweite Einlassstutzen 143 wird durch sein Ventil geöffnet. Vom Kompressor 141 wird über die zweite Leitung 147 der Druckregulierkammer 135 kontinuierlich für einige zehn Sekunden ein Gas mit einer Temperatur zugeführt, die unter der Temperatur liegt, bei der die modifizierte Stärke gelatiniert, z. B. trockene Luft von Normaltemperatur unter einem vorbestimmten Druck von z. B. 1,4 des Atmosphärendrucks.
  • Nachdem die trockene Luft zugeführt und zwangsweise ausgeblasen wurde, wird die Formbaugruppe-Aufnahmekammer 133 auf die oben beschriebene Weise geöffnet, und die Formbaugruppe 11 wird der Heizvorrichtung 131 entnommen. Unmittelbar danach wird die geformte Masse des formbaren Zellstoffmaterial 1 der Formbaugruppe 11 entnommen.
  • wie oben beschrieben, wird die geformte Masse des formbaren Zellstoffmaterials 1 durch Heißluft erwärmt, während sie sich im Hauptgehäuse 132 der Heizvorrichtung 131 befindet, und in dieser Zeit wird die als Bindemittel dem formbaren Zellstoffmaterial 1 zugesetzte modifizierte Stärke gelatiniert. Wenn Wasser aus der gelatinierten, imodifizierten Stärke abdampft, wird die Bindefestigkeit der gelatinierten modifizierten Stärke ausreichend stark, damit die geformte Masse in einem Stück aus der Formbaugruppe 11 entnommen werden kann.
  • Nachfolgend werden spezielle Versuchsbeispiele beschrieben, bei denen ein formbares Zellstoffmaterial durch den obigen Dampfheizprozess gemäß der zweiten Ausführungsform zu einem Stoßabsorptionsmaterial geformt wurde.
  • Versuchsbeispiel 1
  • Ein formbares Zellstoffmaterial, das aus den obigen Bestandteilen mit den obigen Anteilen hergestellt wurde, wurde in die Formbaugruppe eingefüllt und auf eine spezifische Dichte von 0,125 eingestellt. Die Formbaugruppe wurde in der Heizvorrichtung installiert und mit Heißluft von 100°C bis 110°C bei 1–1,4 des Atmosphärendrucks, die von unterhalb der Formbaugruppe zugeführt wurde, erwärmt. Die Heißluft durchströmte die geformte Masse des formbaren Zellstoffmaterials in ungefähr 1 Minute nach dem Start der Zufuhr der Heißluft zur Heizvorrichtung, und dann wurde die Dampf enthaltende Heißluft aus dem Auslassstutzen ausgeblasen. Nachdem Heißluft für weitere 30 Sekunden zugeführt worden war, wurde das Ventil des ersten Einlassstutzens geschlossen und die Formbaugruppe wurde der Heizvorrichtung entnommen. Während die geformte Masse durch die Heißluft für 1 Minute und 30 Sekunden erwärmt wurde, gelatinierte die als Bindemittel zugesetzte modifizierte Stärke. Nachdem die geformte Masse durch die Heißluft erwärmt worden war, schritt die Gelatinierung der modifizierten Stärke aufgrund der durch die Heißluft zugeführten Wärme fort, und Wasser wurde für ungefähr 1 Minute aus der gelatinierten modifizierten Stärke verdampft, während die geformte Masse in der Formbaugruppe gehalten wurde, bevor sie aus dieser entnommen wurde. Daher wurde geklärt, dass die geformte Masse ausreichende Bindekräfte entwickelte, um selbst aus der Formbaugruppe entnommen werden zu können. Das zwangsweise Ausblasen der Heißluft ist wirkungsvoll, um die Zeitperiode zu verkürzen, die benötigt wird, um die geformte Masse zu trocknen. wenn bei diesem Versuchsbeispiel die geformte Masse für weniger als 20 Sekunden durch Heißluft erwärmt wurde, wurde nicht die gesamte geformte Masse ausreichend gelatiniert und die mechanische Festigkeit des getrockneten Erzeugnisses war unzureichend. Die Zeitperiode, während der die geformte Masse durch Heißluft zu erwärmen ist, hängt von der Dicke derselben und der Struktur der Formbaugruppe ab, und die Gelatinierung der modifizierten Stärke beginnt dann, wenn Wasser zugeführt wird und eine Erwärmung auf eine Temperatur über ihre Gelatinierungstemperatur erfolgt. Beim Versuchsbei spiel 1 ist es erforderlich, die geformte Masse für mindestens ungefähr 20 Sekunden mit Heißluft zu erwärmen, nachdem die gesamte geformte Masse mit Dampf gefüllt wurde, und es muss die geformte Masse für ungefähr 30 Sekunden in der Formbaugruppe gehalten werden, wenn kein Zwangsausblasen der Heißluft verwendet wird. Die der Formbaugruppe entnommene geformte Masse wurde dann durch einen Luftgebläsetrockner für vier Stunden auf 60°C erwärmt, damit sie ausreichend trocknete, um in der Praxis als Stoßabsorptionsmaterial verwendbar zu sein.
  • Versuchsbeispiel 2
  • Die mit dem obigen formbaren Zellstoffmaterial, dessen Dichte eingestellt worden war, gefüllte Formbaugruppe wurde in der Heizvorrichtung installiert, und sie wurde mit Heißluft von 100°C bi 110°C erwärmt, die von ihrer Unterseite her zugeführt wurde und zwangsweise mit einem Unterdruck von ungefähr 0,5 des Atmosphärendrucks von oberhalb der Formbaugruppe zwangsweise ausgeblasen wurde. Die Heißluft durchströmt in ungefähr 20 Sekunden nach dem Start der Zufuhr von Dampf zur Heizvorrichtung durch die geformte Masse aus dem formbaren Zellstoffmaterial, und die Dampf enthaltende Heißluft wurde vom mit dem Auslassstutzen der Heizvorrichtung verbundenen Auslassgebläse ausgeblasen. Danach wurde die Heißluft für 20 Sekunden zugeführt und zwangsweise ausgeblasen. Dann wurde, während das Auslassgebläse in Betrieb war, trockene, kalte Luft mit ungefähr 1,4 des Atmosphärendrucks für 30 Sekunden der geformten Masse zugeführt. Unmittelbar nachdem die Formbaugruppe der Heizvorrichtung entnommen worden war, konnte die geformte Masse der Formbaugruppe entnommen werden. Die Bindefestigkeit der in der geformten Masse, die der Formbaugruppe entnommen worden war, enthaltenen modifizierten Stärke erwies sich als ausreichend groß, damit die Masse in einem Stück aus der Formbaugruppe entnommen werden konnte, wie beim Versuchsbeispiel 1. Da die Menge des in der erwärmten, geformten Masse enthaltenen Wassers kleiner als beim Versuchsbeispiel 1 war, ergab es sich, dass die Zeitperiode, während der die Heißluft in die Gesamtheit der geformten Masse eindringen musste, auf ungefähr die Hälfte verkürzt war (von ungefähr 1 Minute auf ungefähr 20 Sekunden), und die Zeitperiode, während der die geformte Masse durch die Heißluft erwärmt wurde, dadurch auf ungefähr die Hälfte (von 30 Sekunden auf 20 Sekunden) verringert wurde, dass die Heißluft zwangsweise abgesaugt und ausgeblasen wurde. Nachdem die geformte Masse durch die Heißluft erwärmt worden war, förderte die zugeführte und zwangsweise ausgeblasene trockene, kalte Luft die Verdampfung von Wasser aus der geformten Masse, was zu einer Verkürzung der Zeit (von 1 Minute auf 30 Sekunden), die vor dem Entnehmen der geformten Masse aus der Formbaugruppe erforderlich ist, führte. Insoweit die der geformten Masse zugeführte trockene, kalte Luft zum Kühlen der geformten Masse wirksam war, war die der Formbaugruppe entnommene geformte Masse leicht handhabbar. Es wurde geklärt, dass es bei beiden Versuchsbeispielen 1, 2 möglich war, einen Stöße absorbierenden Zellstoffformling innerhalb einer Formungszykluszeit im Bereich von ungefähr 1 Minute und 10 Sekunden bis 2 Minuten und 30 Sekunden herzustellen, was kürzer als die Formungszykluszeit von ungefähr 3 Minuten zum Formen von geschäumtem Styrol ist.
  • Bewertung des Stoßabsorptionsvermögens
  • Die geformten Massen oder Blöcke, wie sie bei den Versuchsbeispielen 1 und 2 hergestellt wurden, wurden in einem dynamischen Kompressionstest getestet, und auf Grundlage der Ergebnisse desselben wurde zum Bewerten des Stoßabsorptionsvermögens ein Diagramm mit der Spannung über der Verformung aufgetragen. Zwischen den Stoßabsorptionsvermögen der durch die Versuchsbeispiele 1 und 2 hergestellten geformten Massen bestand kein Unterschied, und die Kompressionsspannung bei einer Kompressionsverformung von 50% der bei den Versuchsbeispielen 1 und 2 hergestellten geformten Massen wies einen Wert auf, der dem Wert von geschäumtem Styrol entsprach, das auf das 40-fache seiner Größe expandiert wurde. Es wurde geklärt, dass es möglich war, eine geformte Masse mit demselben Stoßabsorptionsvermögen, d. h. einem Stoßabsorptionskoeffizienten Cf = Kompressionsspannung/verformungsenergie, wie von geschäumtem Styrol herzustellen. Die 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Kompressionsverformungsverhältnis und den Kompressionsspannungen aufgrund der Ergebnisse des für die Versuchsbeispiele 1 und 2 (trockener Typ mit 3% an thermisch expandierbaren Hohlteilchen) und für geschäumten Styrol, der auf das 40-fache der Größe expandiert wurde, ausgeführten dynamischen Kompressionstests.
  • Bei den oben beschriebenen Versuchsbeispielen 1 und 2 werden der zerfaserte Zellstoff, die thermisch expandierbaren Hohlteilchen und die modifizierte Stärke als Bindemittel gleichmäßig mit einer Wassermenge gemischt, die ausreichend klein ist, um die Materialien unzertrennt zu halten, d. h. mit 30 bis 80 Gewichts , vorzugsweise 30 bis 50 Gewichts an Wasser. Das Gemisch wird dann in die Formbaugruppe eingefüllt, und einer Seite derselben wird Heißluft zugeführt, die mit einer Temperatur über der Gelatiniertemperatur der modifizierten Stärke durch die Formbaugruppe geleitet wird. wenn die geformte Masse in der Formbaugruppe durch die Heißluft erwärmt wird, gelatiniert die modifizierte Stärke und Wasser verdampft aufgrund der Wärme der zugeführten Heißluft aus der gelatinierten modifizierten Stärke. Im Ergebnis entwickelt die geformte Masse ausreichende Bindekräfte. Gleichzeitig mit dem Zuführen der Heißluft zum Erwärmen der geformten Masse wird die Heißluft zwangsweise an der entgegengesetzten Seite der geformten Masse abgezogen und ausgeblasen. Demgemäß ist die Zeitperiode, in der die gesamte geformte Masse in der Formbaugruppe bis auf eine Temperatur über der Gelatinierungstemperatur der modifizierten Stärke erwärmt wird, verkürzt, was es ermöglicht, die Zeitperiode zu verkürzen, wie sie nach dem Erwärmen der geformten Masse in der Formbaugruppe bis zum Entnehmen der geformten Masse aus derselben aufzubringen ist. Nachdem die Gelatinierung der durch die Heißluft erwärmten modifizierten Stärke abgeschlossen ist, wird die Zufuhr der Heißluft beendet und es wird trockene, kalte Luft oder Stickstoff auf einer Temperatur unter der Gelatinierungstemperatur der modifizierten Stärke einer Seite der geformten Masse zugeführt, um sie zu kühlen. Dies wirkt ebenfalls dahingehend, die Zeitperiode zu verkürzen, wie sie nach dem Erwärmen der geformten Masse in der Formbaugruppe bis zum Entnehmen der geformten Masse aus dieser aufzubringen ist. In diesem Fall wird die trockene, kalte Luft zwangsweise an der entgegengesetzten Seite der geformten Masse ausgeblasen, um die Verdampfung von Wasser aus ihr zu fördern, um dadurch die Verfestigung der modifizierten Stärke zu beschleunigen und die Bindungskraft der geformten Masse zu erhöhen. Demgemäß kann die Zeitperiode, die nach dem Erwärmen der geformten Masse in der Formbaugruppe bis zum Entnehmen der geformten Masse aus dieser aufzubringen ist, weiter verkürzt werden. Die so erwärmte und abgekühlte geformte Masse wird der Formbaugruppe entnommen und dann durch einen Luftgebläsetrockner getrocknet, bis der Wassergehalt der geformten Masse ungefähr 15 Gewichts erreicht.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform besteht das formbare Zellstoffmaterial hauptsächlich aus Zellstoff aus Altpapier wie Zeitungs-Altpapier, und es enthält ein Bindemittel in Form modifizierter Stärke sowie thermisch expandierbare Hohlteilchen. Das formbare Zellstoffmaterial wird zu einer geformten Masse gepresst und durch Heißluft erwärmt, um einen Stöße absorbierenden Zellstoff-Formling mit hervorragendem Stoßabsorptionsvermögen innerhalb kurzer Zeit herzustellen. Die geformte Masse kann innerhalb einer Zykluszeit hergestellt werden, die der zum Herstellen von geschäumtem Styrol benötigten Zykluszeit entspricht, und sie zeigt ein Stoßabsorptionsvermögen, das demjenigen von geschäumtem Styrol entspricht. Das formbare Zellstoffmaterial kann dazu verwendet werden, umweltmäßig ausgerichtete Stoßabsorptionsverpackungen als Ersatz für geschäumte Styrolverpackungen herzu stellen, und demgemäß kann es angesichts der effektiven Nutzung von Altpapier und der Bewahrung natürlicher Ressourcen nützliche industrielle Anwendungen finden.
  • Bei der obigen Ausführungsform besteht das formbare Zellstoffmaterial hauptsächlich aus einer Masse zerfaserten Zellstoffs, die aus Altpapier hergestellt wurde. Wie oben beschrieben, enthält die Masse zerfaserten Zellstoffs ein Gemisch aus kleinen Papierstückchen und einer Faserkomponente. Das Verhältnis zwischen den kleinen Papierstückchen und der Faserkomponente hängt von der Zeitperiode ab, während der das Altpapier durch die Zerfaserungseinrichtung zerfasert wird. Wenn das Altpapier für eine zu lange Zeitperiode zerfasert wird, ist die Herstellung des formbaren Zellstoffmaterials zu teuer, und das Altpapier wird beinahe ganz oder vollständig zu einer Faserkomponente zerfasert, die keine ausreichende Wassermenge absorbieren kann. Das Verhältnis zwischen den kleinen Papierstückchen und der Faserkomponente sollte daher unter Berücksichtigung der Kosten und der Einfachheit bestimmt werden, mit der der zerfaserte Zellstoff Wasser absorbieren kann.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Zellstoff-Formerzeugnisses, mit den folgenden Schritten: – Mischen eines formbaren Zellstoffmaterials aus Papierzellstoff als Hauptbestandteil, einem Stärkebindemittel und thermisch expandierbaren Hohlteilchen mit Wasser, das dahingehend wirkt, das Stärkebindemittel zu gelatinieren, wobei die thermisch expandierbaren Hohlteilchen aus Teilchen mit jeweils einer Außenschale aus einem Polymer und einer Innenschale aus Kohlenwasserstoff, die durch die Außenschale bedeckt ist, bestehen; – Füllen des mit dem Wasser gemischten formbaren Zellstoffmaterials in eine Formbaugruppe und Komprimieren desselben in der Formbaugruppe; und – Erwärmen des komprimierten formbaren Zellstoffmaterials durch Heißluft für mindestens 20 Sekunden bei 1 bis 1,5 des Atmosphärendrucks auf eine Temperatur on 100°C bis 110°C, bei der das Stärkebindemittel gelatiniert, um dadurch dasselbe zu gelatinieren, um ein Zellstoff-Formerzeugnis aus dem formbaren Zellstoffmaterial herzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Abziehens und zwangsweisen Ausblasens der Heißluft durch das komprimierte formbare Zellstoffmaterial.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit dem Schritt des Zuführens eines Gases auf einer Temperatur unter der Gelatinierungstemperatur zum komprimierten formbaren Zellstoffmaterial, nachdem dieses durch die Heißluft erwärmt wurde.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das formbare Zellstoffmaterial Wasser mit einer Menge im Bereich von 30 bis 80 Gewichts-% enthält.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dein der Zellstoff Papierstückchen mit einer Größe von Millimetern und eine Faserkomponente, die aus Altpapier zerfasert wurde, enthält, wobei die Faserkomponente mit einem größeren Anteil als die Papierstückchen vorliegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem dann, wenn die Teilchen erwärmt werden, die Außenschale des Polymers erweicht und die Innenschale aus Kohlenwasserstoff gasförmig wird, wodurch sich die Teilchen ausdehnen.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866906B2 (en) 2000-01-26 2005-03-15 International Paper Company Cut resistant paper and paper articles and method for making same
US6296795B1 (en) 2000-05-19 2001-10-02 George S. Buck Non-woven fibrous batts, shaped articles, fiber binders and related processes
US6929717B2 (en) * 2000-07-06 2005-08-16 Nsk - Warner Kabushiki Kaisha Paper making method and apparatus
KR100545045B1 (ko) * 2001-05-29 2006-01-24 에코니아 주식회사 폐지를 이용한 생분해성 재료제 성형품 제조 방법
JP3840142B2 (ja) * 2001-08-01 2006-11-01 キヤノン株式会社 多孔質インク吸収体およびインクジェット記録装置
ES2347993T3 (es) 2002-09-13 2010-11-26 International Paper Company Papel con rigidez y cuerpo mejorados y método para fabricarlo campo de aplicación de la invención.
US7003808B2 (en) * 2003-03-04 2006-02-28 Western Pulp Products Company Molded fibrous pulp hat
KR100509427B1 (ko) * 2004-09-02 2005-08-22 (주)을지산업 티슈롤 이송장치
KR101329927B1 (ko) 2005-03-11 2013-11-20 인터내셔널 페이퍼 컴퍼니 팽창성 미소구체 및 이온성 화합물을 함유하는 조성물, 및 이의 제조 및 사용 방법
WO2007022695A1 (fr) * 2005-08-22 2007-03-01 Qi Lang Procede de fabrication d'une plaque de moulage de pate et moule utilise
WO2010025383A1 (en) 2008-08-28 2010-03-04 International Paper Company Expandable microspheres and methods of making and using the same
CN102700174A (zh) * 2012-02-08 2012-10-03 任立群 一种用废纸浆生产纸管的方法
FI125024B (fi) 2012-11-22 2015-04-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Muotoiltava kuitutuote ja menetelmä sen valmistamiseksi
US9663898B2 (en) * 2013-05-09 2017-05-30 Paul Zhang Automatic multi-station integrated equipment and method for forming waste-paper-based packaging products
US9917611B2 (en) * 2014-12-17 2018-03-13 Yifan Wang Molded pulp case for mobile device
FI127679B (en) 2015-01-29 2018-11-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Thermoplastic fibrous materials and the process for their manufacture
JP6094614B2 (ja) * 2015-03-12 2017-03-15 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物、熱膨張性マイクロカプセル複合体の製造方法および該組成物を用いた空気入りタイヤ
CN106676959A (zh) * 2016-12-11 2017-05-17 雷笑天 一种环保型淋膜料的制备方法
CN107604768B (zh) * 2017-10-10 2023-05-05 泉州中乾机械有限公司 一种节能模具热能交换干燥固化装置及干燥固化方法
TWI751723B (zh) * 2020-09-28 2022-01-01 帆宣系統科技股份有限公司 塗膠治具

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3615972A (en) * 1967-04-28 1971-10-26 Dow Chemical Co Expansible thermoplastic polymer particles containing volatile fluid foaming agent and method of foaming the same
DE3444264A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-05 Helmut 4600 Dortmund Koepchen Verpackungsmaterial und verfahren zu dessen herstellung
EP0262044A1 (de) * 1986-09-25 1988-03-30 Exxon Chemical Patents Inc. Papierherstellungsverfahren und Zusammensetzung zur Herstellung von dreidimensionalen Erzeugnissen auf Basis von thermoplastischem Harz und Verstärkungsfasern
CN1030175A (zh) * 1988-03-09 1989-01-11 牟平县塑料厂 棉雨鞋及其生产方法
CN1042204A (zh) * 1988-10-22 1990-05-16 中国包装新技术开发公司南京公司 纸浆模塑制品的树脂模具及其制造方法
US5498478A (en) * 1989-03-20 1996-03-12 Weyerhaeuser Company Polyethylene glycol as a binder material for fibers
US5242637A (en) * 1989-07-12 1993-09-07 Teijin Limited Process for the production of composite molded articles
JPH0610300A (ja) * 1992-02-14 1994-01-18 Sony Corp パルプモールド材料
US5360825A (en) * 1992-02-14 1994-11-01 Sony Corporation Pulp molding
JP2611612B2 (ja) * 1992-11-18 1997-05-21 王子製紙株式会社 クッション性紙管
DK169728B1 (da) * 1993-02-02 1995-01-23 Stein Gaasland Fremgangsmåde til frigørelse af cellulosebaserede fibre fra hinanden i vand og støbemasse til plastisk formning af celluloseholdige fiberprodukter
DE9422084U1 (de) * 1994-01-27 1998-02-05 Fvp Formverpackung Gmbh Verpackung
EP0745727A3 (de) * 1995-06-02 1997-06-25 Broadway Holdings Pte Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Formen von faserhaltigen Formteilen mit Zwangstrocknung
US5578119A (en) * 1995-06-06 1996-11-26 Microsome Moldable sculpting medium
JPH1058208A (ja) * 1996-08-16 1998-03-03 Nikon Corp 超音波振動切削に用いられる切削工具、および、これを用いた超音波振動切削装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69628235D1 (de) 2003-06-26
CN1089833C (zh) 2002-08-28
CN1150984A (zh) 1997-06-04
EP0752444A1 (de) 1997-01-08
EP0752444B1 (de) 2003-05-21
US5785817A (en) 1998-07-28
KR970006673A (ko) 1997-02-21
MY119311A (en) 2005-05-31

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