DE69801434T2

DE69801434T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von papier und pappe aus altpapier

Info

Publication number: DE69801434T2
Application number: DE69801434T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Locati
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: ATE204623T1; WO1998048110A1; DK0990069T3; PT990069E; ITMI970904A1; EP0990069B1; JP4197745B2; EP0990069A1; US20060001189A1; AU7216598A; IT1291601B1; RU2190055C2; ES2161529T3; JP2001521588A; DE69801434D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Analge zur Herstellung von Papier und Pappe. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung in einem kontinuierlichen Fluss mit einer minimalen Verwendung und Wasser und Energie ausgehend von Altpapier.
Es ist bekannt, dass bei der Papierherstellung die Anwendung von großen Mengen an Wasser erforderlich ist. Gewöhnlich umfasst das angewendete Herstellungsverfahren einen Papiermazerationsschritt, der in viel Wasser ausgeführt wird, um die langen natürlichen Fasern zu separieren. Diese Fasern werden nachfolgend miteinander durch Ablegen und leichte Kompression zwischen Tüchern und Filzlagen miteinander gekoppelt. Schließlich werden die auf diese Weise erhaltenen Produkte einem Trockenschritt unterworfen. Zusätzlich zu der großen Menge an erforderlichem Wasser findet daher auch eine große Energieverschwendung statt sowohl wegen der Notwendigkeit, das Wasser von dem Produkt zu entfernen, als auch wegen der Notwendigkeit eines langen Behandlungsschritts für das auf diese Weise produzierte, verschmutzte Wasser.
Die WO 95/12020 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines fasrigen Bahnmaterials mit Hilfe der Trockenablegung von Zellulosefasern auf einer sich kontinuierlich bewegenden Unterlage, um darauf eine Lage zu bilden, und durch ausreichendes Befeuchten der Lage, um zu bewirken, dass Wasserstoffverbindungen gebildet werden. Das durch dieses Verfahren erhaltene Produkt erfordert eine weitere Verarbeitung, um nutzbar zu sein.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden, indem ein Verfahren und eine Analge zur Herstellung von Papier ausgehend von Altpapier mit einer geringen Wassermenge, vorzugsweise ohne Erzeugung von Imprägnierwasser, das evakuiert werden muss, und mit einer begrenzten Energieverschwendung bereitzustellen.
Im Hinblick auf diese Aufgabe wurde gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Papier oder Pappe entworfen, das die Schritte aufweist:
- Zerkleinern von Altpapier, um es zu Partikeln zu reduzieren;
- Ablegen der Partikel in einer gleichmäßigen Lage, um eine Matte zu bilden;
- Besprühen der Matte mit Wasser;
- Komprimieren der Matte mit wenigstens 19,6 MPa (200 kg/cm²) und vorzugsweise zwischen 28,4 und 49 MPa (zwischen 300 und 500 kg/cm²).
Entsprechend diesem Verfahren wird auch eine Analge zur Herstellung von Papier oder Pappe bereitgestellt, die umfasst:
- eine Einrichtung zum Zerkleinern des Altpapiers, bis es zu Partikeln reduziert ist;
- eine erste Verteilungseinrichtung, um die Partikel in einer gleichmäßigen Lage abzulegen, um eine Matte zu bilden;
- eine Sprüheinrichtung zum Besprühen der Matte mit Wasser;
- eine Presseinrichtung, um die Matte einer Kompression von wenigstens 19,6 MPa (200 kg/cm²) und vorzugsweise zwischen 29,4 und 49 MPa (zwischen 300 und 500 kg/cm²) zu unterwerfen.
Zur besseren Erläuterung der Erfindungsprinzipien der vorliegenden Erfindung und der Vorteile, die sie über den Stand der Technik hinaus bietet, wird ein mögliches Ausführungsbeispiel, das die Prinzipien anwendet, als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die einzige beigefügte Zeichnung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist eine Analge 10 zur Papierherstellung nach der Erfindung schematisch gezeigt.
Die Analge umfasst eine Vorrichtung 11 zur Erzeugung von Papierfragmenten oder -pulver, die bzw. das einer ersten Verteilervorrichtung 12 zugeführt wird, um eine Lage 13 auf einem Bandförderer 14 zu bilden. Die Fragmente können vorteilhafterweise auf eine mittlere Größe reduziert werden, die 6 mm nicht übersteigt und vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm liegt. Eine Sprühvorrichtung 15 befeuchtet vorteilhafterweise durch eine Duschzersteubung die auf der Matte gebildete Lage, um eine feuchte Matte oder ein feuchtes Band zu bilden. Eine zweite Verteilervorrichtung 16 kann vorgesehen sein, um eine zweite Schicht aus Papierfragmenten oder Papierpulver auf der ersten feuchten Schicht zu verteilen. So wird eine Matte oder ein Band erhalten, das aus zwei Lagen von Papierfragmenten mit einem Wasserfilm zwischen den beiden Lagen gebildet ist. Das feuchte, aus Papierfragmenten bestehende Band wird in eine Presseinrichtung 17 gegeben, und ein verdichtetes oder kompaktes Band 18 kommt heraus. Die Druckbeaufschlagung findet bei Druckwerten statt, die wenigstens so hoch wie 19,6 MPa (200 kg/cm²) sind und vorzugsweise zwischen 29,4 und 49 MPa (zwischen 300 und 500 kg/cm²) liegen. Vorteilhafterweise wird die Wassermenge, die über der Fragmentschicht verteilt wird, in einer solchen Weise gewählt, dass der Pressvorgang keinen wesentlichen Wasserentzug von dem Papierband erzeugt. Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wassermenge geringer als oder gleich ein Liter pro kg Papier ist. Aufgrund des Pressvorganges wird das besprühte Wasser, welches sich zwischen den Lagen befindet, zwangsweise dazu gebracht, wenigstens teilweise in die Lagen einzudringen, und die Feuchtigkeit des Papierbandes ist dadurch im wesentlichen gleichförmig in der Banddicke. Das auslaufende Band ist gerade leicht befeuchtet.
Es wurde festgestellt, dass das Papierband, das auf diese Weise erhalten wurde, eine hervorragende Kohäsion aufweist, die mit der vergleichbar ist, die bei Papier erhalten wird, welches nach den herkömmlichen Verfahren hergestellt wurde, obwohl das Papier aus Papierfragmenten hergestellt wurde.
Das auf diese Weise hergestellte Band kann einem weiteren Pressvorgang mit Hilfe von Walzen beispielsweise unterworfen werden, um eine weitere Oberflächenbearbeitung zu liefern. Wenn die zurückgehaltene Restwassermenge immer noch als zu hoch empfunden wird, kann das Papierband des weiteren einem Trockenschritt 20 unterworfen werden. Wenn die Papierherstellungsschritte abgeschlossen sind, kann das Papier auf eine Spule 21 aufgewickelt werden.
Die Verteilung der Papierfragmente, um die zwei Lagen auf der Matte zu bilden, kann mit Hilfe von geneigten Vibrationssieben 22, 24 erreicht werden, die geeignete Maschengrößen basierend auf den gewünschten Fragmentgrößen haben. Mögliche Fragmente von größeren Abmessungen können in Behältern 23, 24 an dem unteren Siebende gesammelt werden, um dann wiederverwendbar gemacht und zu der Zerkleinerungseinrichtung 11 wieder zurückgesandt zu werden.
Die Zerkleinerungs- oder Mahleinrichtung 11 kann aus einer gezahnten, drehbaren Trommel 26 gebildet sein, gegen die die Altpapiermasse 27 mit Hilfe einer Presse 28 gedrückt wird.
Die zerkleinerten Papierpartikel können zu Flocken angesammelt werden; daher unterscheiden sie sich deutlich von Zellulosefasern größerer oder kleinere Länge, die gewöhnlich bei der Papierherstellung nach dem Stand der Technik erforderlich sind.
Die Papierpartikel können, bevor sie die Verteilereinrichtungen 12, 16 erreichen, auch in einer Mischeinrichtung 29 mit anderen Partikeln aus einer anderen Produktion gemischt werden. Beispielsweise kann die Farbe des erzeugten Papiers dadurch abgestimmt werden, dass Partikel gemischt werden, die aus der Zerkleinerung von Papierpartikeln mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und aus unterschiedlichen Quellen gemischt werden. Die Press- und Quetscheinrichtung 17 für das Papierband kann vorteilhafterweise aus dem Endabschnitt des Förderers 14 und einem rotierenden Band 30 bestehen, das so angeordnet ist, dass es eine Strecke hat, die dem Endabschnitt des Förderbandes 14 gegenüberliegt. Die Bänder 14 und 30 werden zu einer Bewegung mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben, und die einander gegenüberliegenden Strecken werden durch Druckwalzen 31, 32 gegeneinandergedrückt, die einander gegenüberliegend auf einander gegenüberliegenden Bandflächen angeordnet sind.
Das Bandmaterial ist so ausgewählt, dass es für Wasser durchlässig ist, oder dass es jedenfalls in der Lage ist, das Entfernen von Wasser aus dem Band zu ermöglichen, welches zwischen den Förderbändern eingequetscht wird.
An diesem Punkt ist ersichtlich, dass die beabsichtigten Zwecke erreicht worden sind. Die Wasserzufuhr kann die unbedingt erforderliche Menge für die fehlerfreie Befeuchtung der Lagen haben. Das Pressen bewirkt, dass das Wasser durch die Lage von innen nach außen hindurchtritt, wodurch eine perfekte Lagendurchdringung erreicht wird. Die Restfeuchtigkeit ist sehr gering und kann, wenn dies erforderlich ist, leicht durch schnelles Trocknen mit einem geringen Energieverbrauch entfernt werden. Durch Einstellen der aufgesprühten Wassermenge gibt es praktisch kein Wasser, welches abgezogen werden muss.
Daher gibt es keinen hohen Wasserverbrauch, und die Wasserreinigungsprozesse, die für den Stand der Technik charakteristisch sind, werden nicht benötigt.
Die Anlage gemäß der Erfindung ist sehr einfach aufgebaut, und die Herstellung und die Wartung derselben ist leicht und preiswert. Die Herstellung von zwei oder mehreren Lagen ermöglicht die Herstellung von Papier und Pappe mit unterschiedlichen Oberflächenmerkmalen auf den beiden Oberflächen. Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist geeignet, einfaches oder zweiseitiges Papier oder Pappe herzustellen, die entweder aus einer einzigen Lage oder aus übereinander liegenden Lagen besteht.
Die Dicke der erzeugten Lagen kann leicht variiert und überprüft werden, indem die perforierten Oberflächen der Vibrationssiebe beispielsweise maskiert werden.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik kann die Anlage leicht und schnell angehalten und erneut gestartet werden, um beispielsweise einen Schichtbetrieb, regelmäßige oder außerregelmäßige Wartungsanforderungen, Produktionskontrollen oder Produktionshubstellen und dergleichen zu ermöglichen.
Offensichtlich ist die vorstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Anwendung der Erfindungsprinzipien der vorliegenden Erfindung nur als Beispiel angegeben und kann nicht als Einschränkung des Schutzumfanges der Erfindung betrachtet werden, wie er hier beansprucht wird. Beispielsweise können, sollte dies erforderlich sein, Additive zu dem atomisierten Wasser hinzugegeben werden, um spezielle Erfordernisse zu erfüllen, wobei die Additivmengen im wesentlichen so groß sind, wie sie absolut notwendig für die erzeugten Papiermengen sind, ohne Abfall und ohne ein Erfordernis der Rückgewinnung. Eine kleine Menge an Klebstoff oder Paste kann wahlweise zu dem Wasser zugegeben werden. Beispielsweise hat es sich gezeigt, dass mit mehr als 20% Klebstoff in dem Wasser eine nahezu beschichtete, dünne Pappe erhalten werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Papier oder Pappe, umfassend die Schritte:

- Zerkleinern von Altpapier, um es zu Partikeln zu reduzieren;

- Ablegen der Partikel in einer gleichmäßigen Lage, um eine Matte zu bilden;

- Besprühen der Matte mit Wasser;

- Komprimieren der Matte mit wenigstens 19,6 MPa (200 kg/cm²) und vorzugsweise zwischen 29, 4 und 49 MPa (zwischen 300 und 500 kg/cm²).

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den weiteren Schritt, dass eine zweite Partikellage auf der ersten Lage nach dem Besprühschritt und vor dem Pressschritt abgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Besprühen durch Duschzerstäubung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompression durch Druckwalzen ausgeführt wird, während die Matte zwischen einander zugewandten Förderbändern hindurchgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend einen weiteren Preßschritt stromab von dem ersten Preßschritt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den weiteren Schritt, dass der Wassergehalt in der Matte durch Heizen herabgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine solche Wasserzufuhr vorhanden ist, dass im wesentlichen kein Wasserabzug aus der Matte während des Kompressionschrittes stattfindet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wasserzufuhr geringer als oder nahezu gleich einem Liter pro kg Papier ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Partikel eine mittlere Größe von nicht mehr als 7 mm und vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm haben.

10. Anlage zur Herstellung von Papier oder Pappe, umfassend:

- eine Einrichtung (11) zum Zerkleinern von Altpapier, bis es zu Partikeln reduziert ist;

- eine erste Verteilereinrichtung (12), um die Partikel in einer gleichmäßigen Lage abzulegen, um eine Partikelmatte zu bilden;

eine Sprüheinrichtung (15) zum Besprühen der Matte mit Wasser;

- eine Presseinrichtung (17), um die Matte einer Kompression von wenigstens 19,6 MPa (200 kg/cm²) und vorzugsweise zwischen 29, 4 und 49 MPa (zwischen 300 und 500 kg/cm²) zu unterwerfen.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Verteilereinrichtung (16) umfasst, um eine zweite Partikellage auf der ersten Partikellage abzulegen, wobei die Einrichtung zwischen der Sprüheinrichtung (15) und der Presseinrichtung (17) liegt.

12. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtung (15) eine Duschzersteubung auf die Lage ausführt.

13. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseinrichtung (17) einander gegenüberliegende Druckwalzen (31, 32) zwischen einander zugewandten Strecken von Förderbändern (14, 30) aufweist, zwischen denen die Partikelmatte läuft.

14. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelmatte auf einem Förderband (14) gebildet ist, das nahe an den verschiedenen Verteiler-, Sprüh- und Presseinrichtungen vorbeiläuft.

15. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine weitere Matten- Presseinrichtung (19) umfasst, die stromab von der ersten Presseinrichtung angeordnet ist.

16. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Trockeneinrichtung (20) umfasst, um den Wassergehalt in der Matte stromab von der Presseinrichtung zu verringern.

17. Analge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinrichtungen (12, 16) Vibrationssiebe (22, 24) umfasst.

18. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierzerkleinerungseinrichtung (11) eine gezahnte, rotierende Trommel (26) umfasst, gegen die die Altpapiermasse (27) gedrückt wird.

19. Analge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslass der Papierzerkleinerungseinrichtung (11) Partikel mit einer mittleren Größe von nicht mehr als 7 mm und vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm vorhanden sind.

20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den weiteren Schritt umfasst, dass eine zweite Schicht von zerkleinerten Altpapierpartikeln auf der ersten Lage nach dem Sprühschritt und vor dem Preßschritt abgelegt wird, um eine Matte zu bilden, die aus zwei Lagen von zerkleinerten Altpapierpartikeln mit einem Wasserfilm dazwischen gebildet wird, wobei der Kompressionsschritt das Wasser durch die Schichten nach außen drückt.