DK167198B1 - Fremgangsmaade til fremstilling af formede genstande af et fluidiseret cellulosefiberraastof - Google Patents

Description

DK 167198 B1 " Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af formede genstande af et fluidiseret cellulosefiberråstof.

Det ejendommelige for opfindelsen består i, at der som fiberråstof anvendes et udgangsmateriale, der har et 5 indhold af langfibrede bestanddele, og som forarbejdes til en pulp ved anvendelse dels af en udslagning i en pulper, dels af en forudgående, separat, styret tørformaling, ved hvilken udgangsmaterialet opdeles til opnåelse af doserbare mængder og findeles i sine fibre, hvorefter genstanden 10 formes ved frasugning af den væske, som pulpen indeholder, og færdiggøres.

Fra USA patentskrift nr. 1.528.224 kendes der en fremgangsmåde, ved hvilken et fiberholdigt udgangsmateriale formales til et pulver, der opslæmmes til en grød, som hen-15 står i flere timer, hvorefter massen føres igennem en blander og en formemaskine til udformning af den ønskede genstand.

Fra EP offentliggørelsesskrift nr. 084 917 kendes der en fremgangsmåde, ved hvilken der som udgangsmateriale anvendes både papir og tekstiler, ved hvilken papiret under-20 kastes en vådbehandling for at kunne tjene som et bindemiddel, og tekstilerne ikke egner sig til en findelings-behandling i en pulper.

EP offentliggørelsesskrift nr. 246 588 omhandler en formalings-behandling af et fiberråstof med det formål at 25 tilvejebringe en hakkelse, men ikke for at opdele råstoffet i sine fibre.

SE patentskrift nr. 164 450 omhandler et produkt af papir og halm, som ikke er opdelt i sine fibre.

I modsætning hertil går fremgangsmåden ifølge opfin-30 delsen ud på at anvende et udgangsmateriale, der har et indhold af langfibrede bestanddele, og at bearbejde dette udgangsmateriale på en sådan måde, at det opdeles i sine fibre for derved at opnå både en forbedring af det endelige pulpmateriales afvandingsegenskaber, og derved også mulighe-35 den for en forbedret styring af slutproduktets ønskede styrkeegenskaber.

DK 167198 B1 2 ' Anvendelsen af en pulper som et væsentligt bearbejdningstrin af cellulosefiberråstoffer til dannelse af den pulp, hvoraf de ønskede genstande skal fremstilles, er kendt og sker bl.a. i tilfælde, hvor fiberråstofferne modtages som 5 tørre masser i baller, eksempelvis som papiraffald.

I pulperen fremkaldes en kraftig hvirveldannelse, hvorved materialets enkeltdele gnider mod hinanden, og derved bliver findelt, og hvorved råstofferne opdeles i fibre.

Især ved et heterogent materiale såsom affalds- eller 10 genbrugspapir må der regnes med, at denne opdeling foregår successivt, således at de fibre, der frigøres først, udsættes for en yderligere, væsentlig bearbejdning fremfor de senere frigjorte fibre. Med andre ord vil bearbejdningen i pulperen i sit forløb således være ukontrolleret, og derved uensartet.

15 Nævnte yderligere bearbejdning medfører, at både formalingsgraden (eSR-Schopper-Riegler) , og dermed slimdannelsen i pulperen forøges, hvilket har en negativ indflydelse på den senere afvanding af den af pulpen fremstillede genstand, samt forøger krympningen af genstanden under afvandingen og 20 tørringen af dennes materiale.

Formålet med opfindelsen er at angive, hvorledes der til undgåelse af disse ulemper kan opnås en væsentlig forbedret styring af den opdeling af råstofferne i fibre, som skal gennemføres, før den endelige fremstilling af genstan-25 dene foretages.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås, at der til pulperen i det mindste delvis tilføres et fiberråstofmateriale, hvis fibre allerede i en væsentlig grad er opdelt i enkeltfibre, hvorfor de er mere umiddelbart og samtidig 30 modtagelige for den i pulperen tilvejebragte selvformalingspåvirkning og sammenblandingseffekt. Idet pulperen forarbejder et mere ensartet råstofmateriale, kan også den i pulperen ved selvformaling tilvejebragte formalingsgrad styres til at være mere ensartet, og den føromtalte binding af vand i 35 den fira pulperen afgående pulp vil dermed være bedre styrbar.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil imidlertid DK 167198 B1 3 også medføre andre fordele, som er særlig værdifulde ved genanvendelse af papiraffald.

Genbrugs-papiraffald forefindes i mange forskellige kvaliteter og sorteringer. Underkastes dette materiale forud 5 for udslagningen i pulperen en separat, styret tørformaling, vil man ofte kunne anvende en dårligere, og dermed billigere materialekvalitet, end hvis opdelingsprocessen udelukkende blev gennemført som en udslagning i pulperen.

Det ligger inden for opfindelsens rammer at gennemføre 10 den nævnte forudgående, separate tørformaling som en flertrinsproces, hvorved man på særlig effektiv måde vil kunne opdele udgangsmaterialet til opnåelse af doserbare mængder.

På denne måde vil eksempelvis også et affaldspapirmateriale, som indeholder plast, vådstærkt papir, plastlami-15 neret karton og papir, i ønsket omfang kunne opdeles i fibre og andre partikler. Opdelte bestanddele, der ikke er papir, kan da forud for tilførselen til pulperen frasepareres, eller også vil disse bestanddele, da de foreligger i findelt stand, kunne indgå i den efterfølgende produktionsproces.

20 Ved en udførelsesform for opfindelsen kan et, en separat, styret tør formaling underkastet langfibret udgangsmateriale tilsættes en allerede i pulperen dannet pulp og underkastes en fælles udslagning med denne.

På denne måde kan der produceres en genstand, hvis 25 fibermateriale dels hovedsagelig er bundet ved hydrogene fiberbindinger, dels har fået iblandet i luft suspenderet fibermateriale, til hvis binding der i reglen anvendes lim.

Det har vist sig, at man på denne måde kan give afkald på en traditionel, fuldstændig hydrogen binding af hele pulpen, 30 hvilket betyder, at afvandingen, og dermed produktionstiden for genstanden kan afkortes væsentligt. Endvidere giver metoden mulighed for en nøje kontrol med de for genstanden ønskede styrkeegenskaber, idet disse vil kunne styres nøje ved tilsætning af lim.

35 En i flere trin opdelt tørformaling vil eksempelvis kunne gemmemføres ved anvendelse af en flængemaskine, også DK 167198 B1 4 kaldet shredder, efterfulgt af en behandling i en hammermøl-le, som således kan modtage materialet fra shredderen i doserbare mængder, og som udsætter materialet for en yderligere findelingspåvirkning, før det, om ønsket ligeledes i 5 specielt doserbare mængder, tilføres pulperen til den egentlige udslagningsbearbejdning.

Den ifølge opfindelsen foreslåede separate, styrede tørformaling af fiberråstofferne forud for deres udslagning i pulperen åbner ligeledes muligheden for medanvendelse af 10 genbrugs-affaldspapir i tilfælde, hvor de genstande, der skal fremstilles, skal være krympefrie og målfaste. Som eksempel herfor kan der henvises til bakke- eller hylsterformede emballager for skøre genstande, eksempelvis glasvarer eller æg. Til disse emballager anvendes en stor mængde træ-15 holdigt papirråmateriale, f.eks. op til 80-100%. Et udgangsmateriale med et højt indhold af træholdige fibre medfører mindre krympning, end hvis fibrene var cellulosefibre. Det har vist sig, at der ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen til et træholdigt papirråmateriale endda kan 20 tilsættes en væsentlig mængde prisbilligt genbrugs-affaldspapir, herunder papaffald, som ikke nødvendigvis er træholdigt, idet der i pulperen på grund af den forudgående separate, styrede tørformaling af råmaterialet vil kunne fremstilles en pulp, som ikke medfører nogen uønsket krympning 25 af de fremstillede genstande.

Det er i princippet kendt til fremstilling af genstande af et fluidiserbart fiberråstof at anvende hjælpestoffer i form af fyldstoffer og kemikalier, samt bindemidler. Hjælpestofferne bestemmer, hvorvidt de fremstillede 30 genstande skal være mere eller mindre stærke, hårde og transparente, eller svag, blød og sugende. Den foreliggende opfindelse medfører også fordele i forbindelse med anvendelsen af sådanne hjælpestoffer.

Opdelingen af fremstillingsprocessen i flere frem-35 stiiringstrin giver nemlig forøget mulighed for at tilsætte hjælpestofferne på forskellige stadier af den samlede fremstillingsproces. Den som følge af den for opfindelsen ejen- DK 167198 B1 5 doimnélige bearbejdning opnåede åbne struktur af den endelige pulp gør endda denne i forøget grad tilgængelig for hjælpestofferne, således at eksempelvis et bindemiddel kan påføres mere eller mindre integrerende i de fremstillede genstandes 5 overflade til tilvejebringelse af en forøget vægstyrke. Tilsætningen af hjælpestofferne under den forudgående separate, styrede tør formaling vil på særlig god måde kunne fremme en særdeles ensartet fordeling af hjælpestofferne i den fremstillede fibermasse. Naturligvis kan hjælpestofferne 10 også stadig tilsættes i pulperen.

Det ligger endvidere inden for opfindelsens rammer, at udslagningen i pulperen gennemføres som en i afhængighed af den forudgående separate formaling styret forarbejdningsproces. Med andre ord kan den i pulperen tilvejebragte grad 15 af selvformaling tilpasses efter graden af den formaling, som alt efter forholdene er blevet gennemført ved det eller de forudgående formalingstrin. Eksempelvis kan en papirpulp, der i pulperen er opdelt til en normalt, ved selvformaling tilvejebragt formalingsgrad på 60° SR (Schopper-Riegler), 20 tilsættes et ved tørformaling tilvejebragt fibermateriale, hvorefter blandingen bearbejdes i pulperen i yderligere 5 minutter. Produkter fremstillet af en sådan blandingspulp kan gives en særlig stor tykkelse, porøsitet og permeabilitet, samtidig med en lav rumvægt. Dette betyder, at produk-25 terne eksempelvis kan have gode afvandingsegenskaber, og derfor kan fremstilles også med store godstykkelser, og at der om ønsket til trods for store godstykkelser kan bevares en væsentlig materialeblødhed og sugeevne.

På grund af disse egenskaber, der er en fælles ejen-30 dommelighed for alle udførelsesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan fremgangsmåden med fordel indgå i en fremstillingsteknik for genstandene, som er baseret på aflejring af pulpen på konturerede sugeforme eller endeløse formebånd. En ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen frem-35 stillet pulp muliggør problemløst en ensartet fordeling af pulpen over formen, selv i tilfælde af fremstillingen af produkter med stor vægtykkelse, hvilket betyder, at produk- DK 167198 B1 6 terne-kan få en ensartet tykkelse, og dermed en ensartet styrke.

Eksempel 5 Et affaldspapirmateriale opdeles i doserbare størrel ser i f.eks. to behandlingstrin, idet materialet først ved hjælp af en flængemaskine, en såkaldt shredder nedbrydes til en størrelse, med hvilken det i en doserbar mængde kan tilføres en hammermølle, i hvilken materialet ved tørformaling 10 nedbrydes yderligere og findeles i sine fibre. Alt efter, om den efterfølgende udslagning i en pulper skal foregå portionsvis, eller kontinuerlig, kan det således tilvejebragte doserbare materiale transporteres fortrinsvis pneumatisk til et mellemlager, eller direkte til pulperen.

15 I pulperen kan udslagningsarbejdet foregå som nedenfor under a) til d) angivet. Herefter formes genstandene ved frasugning af den væske, som pulpen indeholder, og færdiggøres .

20 Udførelsesform a);

Alt affaldspapirmateriale tørformales i hammermøllen, hvorefter det formalede produkt forarbejdes i pulperen i en kort behandlingstid på eksempelvis 10 minutter. I pulperen kan der tilsættes hjælpestoffer. Endvidere kan der i pulperen 25 være indbygget separeringsorganer til fjernelse af tunge materialepartikler.

Udførelsesform b): I en diskontinuerligt arbejdende pulper forarbejdes 30 direkte til pulperen tilført affaldspapirmateriale. Ca. 5 til 10 minutter før afslutningen af denne udslagnings-bear-bejdning tilsættes pulperen et tørformalet affaldspapirmateriale i en mængde fra 5% til 50% af pulperens endelige produktionsmængde, idet størrelsen af denne tilsætningsmængde 35 fastsattes med henblik eksempelvis på den færdige pulpmasses afvandingsegenskaber, eller det ønskede produkts strukturelle egenskaber. Eventuelle hjælpestoffer tilsættes i ønskede DK 167198 B1 7 portioner.

Udførelsesform c): I en kontinuerligt arbejdende pulper forarbejdes 5 direkte til pulperen tilført affaldspapirmateraile, idet dette tilføres pulperen kontinuerligt. Den således fremstillede pulp tilsættes jævnt doseret et tørformalet affalds-papirmateriale i en mængde fra 5% til 50% af pulperens endelige produktionsmængde, idet størrelsen af denne tilsæt-10 ningsmængde fastsættes med henblik eksempelvis på den færdige pulpmasses afvandingsegenskaber, eller det ønskede produkts strukturelle egenskaber. Eventuelle hjælpestoffer tilsættes doseret. Aftapningen af pulp fra pulperen foretages hensigtmæssigt ved afpumpning.

15

Udførelsesform d):

Til en pulp, der allerede er forarbejdet i en pulper, og som kan indeholde en væsentlig mængde cellulose, tilsættes et materiale, der er, eller som indeholder tørformalet af-20 faldspapirmateraile som angivet i udførelsesformerne a til c. Tilsætningen kan eksempelvis ske i et særligt blandingsapparat. Denne udførelsesform er særlig fordelagtig til undgåelse af uønsket krympning, og/eller til opnåelse af en særlig god blødhed af det ønskede slutprodukt.

25 Affaldspapir, også kaldet returpapir, er ifølge sagens natur et meget blandet, materiale, som indeholder fibre med mange forskellige længder. Alligevel har det vist sig, at gennemsnitsfiberlængden er så stor, at de ovenfor anførte især afvandingsmæssige og strukturelle fordele kan opnås 30 under anvendelse af forskellige, men hver for sig fordelagtige fremstillingsmetoder.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil kunne anvendes til forarbejdning af forskellig slags udgangsmateriale, herunder også såkaldt virgin-materiale. Eksemplerne viser 35 imidlertid, at den også medfører væsentlige fordele, når udgangsmaterialet er af mindre kvalitet og består af affaldspapir.

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af formede genstande af et fluidiseret cellulosef iberråstof, kendetegnet ved, at der som cellulosefiberråstof anvendes et 5 udgangsmateriale, der har et indhold af langfibrede bestanddele, og som forarbejdes til en pulp ved anvendelse dels af en udslagning i en pulper, dels af en forudgående, separat, styret tørformaling, ved hvilken udgangsmaterialet opdeles til opnåelse af doserbare mængder og findeles i sine fibre, 10 hvorefter genstanden formes ved frasugning af den væske, som pulpen indeholder, og færdiggøres.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet* ved, at den forudgående separate tørformaling gennemføres som en flertrinsproces.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at udslagningen gennemføres som en i afhængighed af den separate tørformaling styret forarbejdningsproces .

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående 20 krav, kendetegnet ved, at et en separat, styret tørformaling underkastet langfibret udgangsmateriale tilsættes i doserede mængder til en allerede i pulperen dannet pulp og underkastes en fælles tidsbegrænset udslagning med denne.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående 25 krav, kendetegnet ved, at der foretages en tilsætning af hjælpestoffer i forbindelse med den forudgående separate tørformaling.