DK169316B1

DK169316B1 - Process for producing molded articles from paper fibers

Info

Publication number: DK169316B1
Application number: DK103993A
Authority: DK
Inventors: Flemming Nielsen
Original assignee: Flemming Nielsen
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1994-10-10
Also published as: WO1995007808A1; AU7609494A; EP0729402A1; DK103993D0

Description

i DK 169316 B1in DK 169316 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af formgenstande, fortrinsvis i form af plader med profileringer, ud fra papirfibre, som tilberedes ved en tør formaling af fortrinsvis affaldspapir til en par-5 tikelstørrelse på ca 3 mm og efter sammenpresning i en form hærdes ved en varmebehandling.The present invention relates to a process for producing molded articles, preferably in the form of sheets of profiling, from paper fibers prepared by dry grinding preferably waste paper to a particle size of about 3 mm and, after compression in a mold, is cured by a heat treatment.

Fra USA-patenterne nr. 3.736.221 og 3.940.466 kendes fremgangsmåder af den ovennævnte art. Formålet med disse fremgangsmåder er primært at fremstille fiberplader eller 10 bjælker, der i henseende til holdbarhed og styrke er sammenlignelige med træ eller med fiberprodukter, der som udgangsmateriale anvender ny cellulosemasse. De kendte fremgangsmåder fordrer, at der tilsættes bindemidler, hvilket bidrager til den endelige styrke, men især indvirker på hærdetiden, 15 der i de beskrevne eksempler udgør mindst 3 minutter og op til 8 timer. Især i de eksempler, hvor der anvendes en iblanding med et bindemiddel, som ikke er opløseligt i vand, foreskrives særligt lange hærde- eller bagetider.From U.S. Patents Nos. 3,736,221 and 3,940,466, processes of the above kind are known. The purpose of these methods is primarily to produce fibreboard or 10 beams which, in terms of durability and strength, are comparable with wood or with fiber products using as a starting material new cellulose pulp. The known methods require the addition of binders, which contributes to the final strength, but especially affects the curing time, which in the examples described constitutes at least 3 minutes and up to 8 hours. Particularly in the examples where an admixture with a binder which is not soluble in water is used, particularly long cure or baking times are prescribed.

Det er ofte foreskrevet, at det på forbrugsgoder el-20 ler på emballager skal være angivet, hvorledes de efter endt brug skal kunne bortskaffes enten ved genbrug eller deponering. Denne fordring er især aktuel ved emballagematerialer, for hvis vedkommende der i visse tilfælde endda stilles krav om, at leverandøren skal tage materialerne retur. Emballage-25 materialer, som udgør et genbrug af materialer, som er acceptable uden deponering i beskyttede affaldsdepoter eller som umiddelbart kan gå til forbrænding, vil være særlig gunstigt stillet ved opnåelse af godkendelse som ikke returneringspligtigt emballagemateriale, medens andre materialer, 30 som indeholder selv små mængder nyt eller miljømæssigt tvivlsomt materiale, kan blive pålagt returpligt til leverandøren .It is often prescribed that on consumer goods or on packaging it must be stated how they should be disposed of either after recycling or landfill after use. This requirement is especially relevant for packaging materials, for which in some cases even the supplier is required to return the materials. Packaging materials which are recyclable materials that are acceptable without being deposited in protected landfills or which can be immediately incinerated will be particularly favored upon obtaining approval as non-returnable packaging material, while other materials containing 30 small quantities of new or environmentally questionable material may be required to return to the supplier.

De ved de kendte fremgangsmåder fremstillede materialer indeholder en bindemiddeltilsætning, som gør dem mindre 35 egnede til godkendelse som ikke-returneringspligtigt materiale, som især medfører de lange hærdetider, der igen bevirker, at produktionen af materialerne bliver kostbar og pladskrævende.The materials prepared by the known processes contain a binder additive which makes them less suitable for approval as non-returnable material, which in particular causes the long cure times which in turn causes the production of the materials to be expensive and space consuming.

DK 169316 B1 2DK 169316 B1 2

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken der kan fremstilles formstabile formgenstande egnet som stødoptagende og afstivende emballageelementer.The object of the present invention is to provide a method of the kind mentioned above, in which mold-stable moldings suitable as shock-absorbing and stiffening packaging elements can be produced.

5 Fremgangsmåden skal desuden være hurtig og kunne gennemføres med et lavt energiforbrug.5 The process must also be fast and can be implemented with low energy consumption.

Dette formål tilgodeses ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved det i den kendetegnede del af krav 1 angivne.This object is met by the method according to the invention, which is characterized by the method of claim 1.

10 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen sammenpresses det findelte papirfibermateriale i formen i en sådan grad, at der opnås god kontakt mellem de enkelte partikler, hvorefter der under fortsat sammenpresning blæses hed damp gennem formgenstanden. Gennemblæsningen med damp synes dels at 15 aktivere det bindemiddel, som findes i papiret, dels at påvirke fibrene, så de ændrer form på en sådan måde, at der skabes mekaniske forbindelser mellem de enkelte partikler.In the process according to the invention, the finely divided paper fiber material is compressed in the mold to such a degree that good contact is achieved between the individual particles, after which, during continued compression, steam is blown through the molding object. The permeation of steam seems to activate the binder contained in the paper, partly to influence the fibers, so that they change shape in such a way as to create mechanical connections between the individual particles.

Det resulterende materiale er fast og formstabilt med en konsistens som tykt pap. Fremgangsmåden er anvendelig til 20 fremstilling af genstande med tykkelser på flere centimeter, hvilket i sig selv vil give formgenstandene gode beskyttelsesegenskaber. Muligheden for at fremstille formgenstande med store tykkelser giver tilsvarende mulighed for at tilføre genstandene en betydelig styrke og stivhed, der gør dem 25 egnede som styrkegivende elementer i emballeringen. Styrken er ikke alene tilstrækkelig til at gøre emballagen selvbærende og i sig selv stabelbar, men den er tillige tilstrækkelig til at bære eller understøtte i sig selv stabelbare, men skrøbelige og stødfølsomme genstande. Anvendelsen af i 30 alt væsentligt tørre fibre og den korte behandlingstid med damp sikrer et lavt energiforbrug.The resulting material is solid and mold stable with a consistency as thick cardboard. The method is applicable to the manufacture of articles with thicknesses of several centimeters, which in itself will give good shape properties to the molding. Similarly, the ability to produce large-thickness moldings provides a considerable strength and stiffness to the articles, making them suitable as reinforcing elements in the packaging. Not only is the strength sufficient to make the packaging self-supporting and stackable in itself, but it is also sufficient to carry or support stackable, but fragile and impact-sensitive objects. The use of substantially dry fibers and the short steaming time ensure a low energy consumption.

Det har vist sig, at styrken i de færdige formgenstande ikke forøges væsentligt ved dampbehandling ud over 20 sek. pr. ca 20 mm tykkelse af formgenstanden. I henhold til 35 opfindelsen foretrækkes det følgelig, at damptilsætningen sker i en eller flere perioder inden for 20 sek. Den korte hærdetid er fordelagtig ved masseproduktion, idet der ved en enkelt produktionslinie kan opnås en produktion, den kan ha- DK 169316 B1 3 ve samme kapacitet, som produktionen af varer, hvortil formgenstandene skal anvendes f.eks som emballage.It has been found that the strength of the finished moldings is not significantly increased by steam treatment beyond 20 seconds. per. about 20 mm thickness of the molding. Accordingly, according to the invention, it is preferred that the steam addition occurs for one or more periods within 20 seconds. The short curing time is advantageous in mass production, since in a single production line a production can be obtained, it can have the same capacity as the production of goods to which the moldings are to be used, such as packaging.

Ifølge opfindelsen sker damptilsætningen i form af damp ved 140°c. Den hede damp sikrer den fornødne aktivering 5 af papirfibrene og sikrer tilstrækkelig varmetilførsel til fordampning af overskydende fugtighed, så produktet ved den efterfølgende gennemblæsning med varm luft tørrer fuldstændigt ved afkølingen. Formgenstandene er derfor straks anvendelige til emballering af selv fugtfølsomme genstande.According to the invention, the steam addition is in the form of steam at 140 ° C. The hot steam ensures the necessary activation of the paper fibers and ensures sufficient heat supply to evaporate excess moisture, so that the product, upon subsequent hot air blow-through, completely dries out upon cooling. The moldings are therefore immediately usable for packaging even moisture-sensitive articles.

10 Det foretrækkes, at den hede damp indføres i formen med ca. 4 ato. Det høje tryk sikrer en fuldstændig og hurtig gennemstrømning med dampen gennem formlegemet, så temperaturen stiger hurtigt, og så fikseringen finder sted. Den hede damp medvirker desuden til uddrivning af restfugtighed.It is preferred that the hot steam be introduced into the mold by approx. 4 ato. The high pressure ensures a complete and rapid flow of steam through the mold body, so that the temperature rises rapidly and the fixation takes place. The hot steam also contributes to expelling residual moisture.

15 Det har vist sig, at fremgangsmåden er anvendelig med næsten alle forekommende papirtyper. I henhold til opfindelsen benyttes som udgangsmateriale affaldspapir. Den høje temperatur under fikseringen sikrer, at formlegemerne er sterile og der altså ikke er nogen sundhedsrisiko ved an-20 vendeisen også af papir, der er indsamlet fra et stort antal kilder, og hvor man ikke har garanti for fuldstændig renhed.It has been found that the method is applicable to almost all types of paper. According to the invention, waste paper is used as the starting material. The high temperature during the fixation ensures that the molding bodies are sterile and thus there is no health risk in the application also of paper collected from a large number of sources and where no purity is guaranteed.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fordres der til opnåelse af en passende styrke og hårdhed en effektiv sammenpresning, idet der gennemgående opnås bedre styrkeegen-25 skaber med anvendelse af højere grad af sammenpresning.In the method of the invention, effective compressing is required to obtain an appropriate strength and hardness, while generally better strength properties are obtained using a higher degree of compression.

Imidlertid har det vist sig, at styrken og stabiliteten af formgenstandene vil være tilstrækkelig til de fleste emballeringsformål, dersom trykket, hvormed de løse fibre sam- . 2 menpresses, blot overstiger 0,7 kp/cm .However, it has been found that the strength and stability of the moldings will be sufficient for most packaging purposes if the pressure with which the loose fibers coalesce. 2 presses, just exceeding 0.7 kp / cm.

30 Det har vist sig, at de bedste styrkeegenskaber op nås, dersom hovedparten af den samlede sammenpresning af fibrene har fundet sted, inden damptilsætningen påbegyndes. I henhold til opfindelsen foretrækkes det, at damptilsætningen først påbegyndes, når den bevægelige del af formen har til-35 bagelagt 70% af sin slaglængde.30 It has been found that the best strength properties are achieved if most of the total compression of the fibers has taken place before the steam addition commences. According to the invention, it is preferred that the vapor addition be commenced only when the moving part of the mold has deposited 70% of its stroke length.

En i praksis anvendelig udformning af fremgangsmåden er ejendommelig ved, at sammenpresningen udføres ved, at formlegemet underkastes et stigende tryk, indtil kompres DK 169316 B1 4 sionshastigheden aftager væsentligt, på hvilket tidspunkt dampen tilsættes, idet trykket, hvormed sammenpresningen foregår, holdes i det væsentlige konstant.A practical embodiment of the method is characterized in that the compression is carried out by subjecting the mold body to increasing pressure until the compressive velocity decreases substantially, at which point the steam is added, keeping the pressure at which the compression takes place constant.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere un-5 der henvisning til tegningen, på hvilken:The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which:

Fig. la og lb skematisk viser et anlæg til formaling, konditionering og blanding af et basismateriale ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 2-4 viser forskellige stadier af sammempres-10 ningen i formen under hærdningen af fibermassen.FIG. 1a and 1b show schematically a plant for milling, conditioning and mixing a base material in the practice of the method according to the invention, and fig. 2-4 show various stages of compression in the mold during the curing of the fiber mass.

Det på fig. la og lb skematisk viste anlæg tilbereder et af fibre fra genbrugspapir bestående udgangsmateriale til formpresning af formlegemer, der hærdes under tørring i en form med bevægelige formvægge. Anlægget omfatter et råvare-15 indtag 1 bestående af et bord 2, hvor en balle af genbrugspapir afsættes, og ved hjælp af kæder 3 med oprivere tilføres materialet til et første formalingstrin 4. Opriverne vil kun i ringe omfang rive de enkelte ark eller hæfter af ark i stykker, og de vil derfor i en mere eller mindre jævn strøm 20 af små bundter blive ført frem mod det første formalingstrin, idet indføringen i dette sikres ved hjælp af et på oversiden af transportkæderne forløbende overbånd 5. I det første formalingstrin river en mølle 6 de hele ark op til mindre stykker på f.eks. en størrelse på 5 gange 5 cm. Dette 25 makulat føres ved hjælp af en luftstrøm til en cyklon 7, hvor trykket fra transportluften udlignes gennem et posefilter 8.The FIG. 1a and 1b schematically illustrate a starting material consisting of recycled paper fibers for compression molding of mold bodies which are cured during drying in a mold with movable mold walls. The plant comprises a raw material inlet 1 consisting of a table 2, where a bale of recycled paper is deposited, and by means of chains 3 with tear-offs the material is fed to a first grinding step 4. The ripers will only tear the individual sheets or booklets to a small extent. sheets in pieces, and therefore, in a more or less smooth stream 20 of small bundles, will be advanced toward the first milling step, the introduction thereof being secured by an upper band 5 extending over the top of the conveyor chains in the first milling step. mill 6 the entire sheet up to smaller pieces on e.g. a size of 5 by 5 cm. This shred is conveyed by means of an air stream to a cyclone 7, where the pressure from the transport air is offset through a bag filter 8.

Det fra bunden af cyklonen 7 gennem et (ikke vist) cellehjul eller en lignende form for sluse udtagne materiale 30 indføres i et andet formalingstrin 9, der indeholder en mølle, som river makulatet i mindre stykker med en største dimension på ca. 6 mm. Materialet skal ved udgangen fra det andet formalingstrin 9 passere et sold 10 med en hulstørrelse på 6 mm diameter og føres ved hjælp af en luftstrøm til 35 en anden cyklon 11, hvor trykket fra tranportluften på lignende måde som ved første trin aflastes ved hjælp af et posefilter 12. Endelig føres makulatet fra bunden af cyklonen 11 til et tredie formalingstrin 13, i hvilket en mølle yder- DK 169316 B1 5 ligere opdeler makulatet til det får en ulden, blåret fiberkarakter og vil være i stand til at passere et sold 14 med en hulstørrelse på 3 mm. Papirfibrene kendes på dette stadium som fnug, hvor der kun i mindre omfang kan erkendes area-5 ler på de enkelte fnug med den oprindelige pap ir struktur. Hulstørrelsen i dette sold er af væsentlig betydning, idet en finere formaling givere en ringere fiberdannelse og mere støv, og grovere formaling resulterer i mindre oprivning til fibre. Fra det tredie formalingstrin 13 føres fibrene ved 10 hjælp af en luftstrøm til den sidste cyklon 15, hvorfra de senere doseres i et efterfølgende trin. Den tredie cyklon 15 er på tilsvarende måde som de foregående forsynet med en trykudligning i form af et posefilter 17, der af hensyn til den vanskeligere udskillelse er kraftigere dimensioneret end 15 filtrene i de foregående trin.The material 30 removed from the bottom of the cyclone 7 through a cell wheel (or a similar form of sluice) is introduced into a second milling step 9 containing a mill which tears the shredding into smaller pieces having a larger dimension of approx. 6 mm. The material must pass at the exit of the second grinding step 9 a screen 10 with a hole size of 6 mm diameter and passed by means of an air flow to another cyclone 11, where the pressure from the transport air is relieved in the same way as in the first stage by a bag filter 12. Finally, the shredder is guided from the bottom of the cyclone 11 to a third grinding step 13, in which a mill further divides the shredder to obtain a woolen, bleached fiber character and will be able to pass a screen 14 with a hole size of 3 mm. At this stage, the paper fibers are known as fluff, where areas of the individual fluff with the original paper structure can only be recognized to a lesser extent. The hole size in this screen is of significant importance, with finer grinding giving inferior fiber formation and more dust, and coarser grinding resulting in less tearing to fibers. From the third grinding step 13, the fibers are fed by means of an air stream to the last cyclone 15, from which they are subsequently dosed in a subsequent step. The third cyclone 15 is, in the same way as the previous ones, provided with a pressure equalizer in the form of a bag filter 17 which, for the sake of the more difficult separation, is more strongly dimensioned than the 15 filters in the previous steps.

Cyklonen 15 udgør tillige et bufferlager, fra hvilket papirfibrene kan udtages til en efterfølgende formnings- og hærdningsproces. Det er normalt foretrukket, at fibrene doseres i formen i en løs form uden sammenklumpninger. En så-20 dan dosering foretages ved hjælp af en transportør i form af en palletsnegl 18. Palletsneglen har et udløb 19, der er placeret over den station, i hvilken formene fyldes. Fyldningen af formene kan f.eks. foregå ved hjælp af en vibrationssigte 20, der dels sørger for en ensartet eller på anden 25 måde planlagt fordeling af fibrene ud over formens åbning. Efter fyldning med fibre føres formen videre til en næste station, hvori fibrene sammenpresses og behandles med hed damp. Fibrene afgives fra palletsneglen 18 i form af et løst tørt granulat, hvor hvert korn er en ca. 3 mm flage af papir 30 med fri fibre især langs kanterne, men til dels også på flagernes overflader. Fibrene er i det væsentlige rettet ud ved overrivningen af papiret i møllerne, og det er vigtigt, at der ikke i palletsneglen indføres eller tilsættes væde eller andet, som ændrer flagernes struktur, idet det synes at være 35 den omtalte struktur, som ved den senere damphærdning væsentligt bidrager til det sammenpressede produkts styrkeegenskaber. Fra vibrationssigten fordeles fibermaterialet i formen 21, der efter fyldning og påsætning af en overdel kan DK 169316 B1 6 bringes til at sammenpresse materialet, f.eks. ved hjælp af en hydraulsk cylinder 23 placeret under en forskydelig basisplade 22. En udformning af formen er mere detaljeret beskrevet i forbindelse med fig. 2-4.The cyclone 15 also constitutes a buffer stock from which the paper fibers can be extracted for a subsequent forming and curing process. It is usually preferred that the fibers be dosed into the mold in a loose form without clumping. Such dosing is carried out by means of a conveyor in the form of a pallet screw 18. The pallet screw has an outlet 19 located above the station in which the molds are filled. The filling of the molds can e.g. is carried out by means of a vibrating screen 20 which partly provides for a uniform or otherwise planned distribution of the fibers beyond the opening of the mold. After filling with fibers, the mold is passed on to a next station in which the fibers are compressed and treated with hot steam. The fibers are delivered from the pallet auger 18 in the form of a loose dry granule, each grain being a ca. 3 mm flake of paper 30 with free fibers especially along the edges, but also partly on the surfaces of the flakes. The fibers are substantially straightened by the tearing of the paper in the mills, and it is important that no moisture or anything else is changed in the pallet auger which changes the structure of the flakes, as it appears to be the structure mentioned later, vapor curing significantly contributes to the strength properties of the compressed product. From the vibration screen, the fiber material is distributed in the mold 21, which after filling and attaching an upper part, DK 169316 B1 6 can be caused to compress the material, e.g. by means of a hydraulic cylinder 23 located below a slidable base plate 22. An embodiment of the mold is described in more detail in connection with FIG. 2-4.

5 Fig. 2 viser underdelen til en form til fremstilling af et pladeformet emballagelement med en rundtgående forstærkning langs kanten, og hvor forstærkningen eventuelt har større rumvægt i det færdige element end det plane midterparti. Formen omfatter en ydre formkasse 30 med en indvendig 10 karm 31 med samme bredde som forstærkningen. Formkassen er forsynet med udsugninger 32 i bunden, gennem hvilke tørreluft kan forlade formen. Udsugningerne kan tillige under fyldning af formen medvirke til en mere ensartet og mere kompakt fyldning af formen. Udsugningen medvirker tillige 15 til at reducere støvgenerne ved doseringen af det løse og til dels stærkt støvende fibermateriale. Med tæt pasning inden for karmen 31 er der i formen anbragt et bevægeligt underplan 33, der ved fyldningen af formen er placeret i sin øverste stilling. Såvel underplanet 33 som karmen 31 er for-20 synet med perforeringer, gennem hvilke udsugningsluft, damp eller køleluft kan passere. Formen fyldes med fibermateriale ved, at fibermaterialet fra vibrationssigten 20 drysses ned i formen, der eventuelt samtidig vibreres. Under fyldningen etableres der som nævnt en udsugning fra formkassen, medens 25 formkassen forsynes med en tilnærmelsesvis homogen fyldning, der flugter med formens øvre kant.FIG. 2 shows the lower part of a mold for producing a plate-shaped packaging element with a circumferential reinforcement along the edge, and the reinforcement possibly having a larger space weight in the finished element than the flat center portion. The mold comprises an outer mold box 30 having an inner 10 frame 31 of the same width as the reinforcement. The mold box is provided with suction 32 at the bottom through which drying air can leave the mold. The suction can also, during filling of the mold, contribute to a more uniform and more compact filling of the mold. Extraction also contributes to reducing the dust genes by dosing the loose and partly highly dusty fiber material. With a tight fit within the frame 31, a movable lower plane 33 is placed in the mold which, when filling the mold, is placed in its upper position. Both the lower plane 33 and the frame 31 are provided with perforations through which exhaust air, steam or cooling air can pass. The mold is filled with fibrous material by sprinkling the fibrous material from the vibrating screen 20 into the mold, which is optionally simultaneously vibrated. During the filling, as mentioned, a suction from the mold box is established, while the mold box is provided with an approximately homogeneous filling which aligns with the upper edge of the mold.

Papirfibrene har i den løse form, hvori de indføres i . 3 formkassen 30 en vægtfylde svarende til 20-30kg/m . Der vil til emballageformål, hvor emballagen skal medvirke til at 30 gøre de emballerede genstande stabelbare, skulle opnås en vægtfylde på ca. 350 kg/m . Det følger heraf, at formkassen skal være tilstrækkelig dyb til at tillade et lineært kompressionsforhold på 10-15. En del af kompressionen kan dog tilvejebringes ved en passende udsugning i formkassens bund-35 parti, idet der ved en sådan udsugning kan opnås en indledende volumenreduktion på ca 50%. Udsugningen kan gøres særlig kraftig i de dele af formgenstanden, der efter hærdningen skal have større styrke og tæthed end den øvrige del af DK 169316 B1 7 f ormgenstanden.The paper fibers are in the loose form in which they are fed. 3 the mold box 30 has a density equal to 20-30kg / m. For packaging purposes, where the packaging is to help to make the packaged articles stackable, a density of approx. 350 kg / m. It follows that the mold box must be sufficiently deep to allow a linear compression ratio of 10-15. However, part of the compression can be provided by an appropriate suction in the bottom portion of the mold box, with such suction an initial volume reduction of about 50% can be achieved. Extraction can be made particularly powerful in those parts of the molding object which after curing must have greater strength and tightness than the other part of the molding article.

I det næste trin i formningsprocessen forsynes formen med et overplan 34 som vist på fig. 3. Overplanet består af en øvre formkasse 35 og en perforeret formoverside 36.In the next step of the molding process, the mold is provided with a top plane 34 as shown in FIG. 3. The upper plane consists of an upper mold box 35 and a perforated mold surface 36.

5 Overplanet er således dimensioneret, at det passer inden i den nedre formkasse 30. Overplanet er forsynet med en indgang 37, gennem hvilken der kan indføres hed damp eller eller køleluft i de efterfølgende procestrin. Så snart overplanet er monteret, indledes en sammenpresning. Sammenpres-10 ningen foretages med et jævnt stigende tryk, hvis maksimale værdi er afpasset efter den hårdhed, det færdige produkt skal opnå. Til emballeringsformål vil et tryk svarende til 0,7 kp/cm i mange tilfælde være passende. Når trykket tilnærmelsesvis har opnået sin maksimalværdi, indføres der damp 15 i formen gennem indgangen 37. Dampen indføres fortrinsvis ved en temperatur på ca. 140°C og med et tilsvarende tryk. Overskydende damp undviger gennem udsugningerne 32. Dampen tilsættes i en eller flere perioder inden for et tidsrum på ca. 20 sekunder samtidig med, at sammenpresningen bibeholdes 20 med uændret tryk. Herved lader fibermassen sig yderligere sammenpresse samtidig med at fibrene i de flossede kanter af papirflagerne ændrer karakter, hvorved der opstår effektive sammenbindinger mellem fibrene. Efter de ca. 20 sekunders varmebehandling med damp lader formgenstanden sig ikke sam-25 menpresse yderligere under det givne tryk, og herefter indledes sidste trin, inden formgenstanden tages ud af formen, nemlig en gennemblæsning med luft til fjernelse af kondens fra damptilsætningen og eventuel overskydende fugtighed fra fibertilberedningen. Ved formalingen af papiret tilsættes 30 der ikke væde, men fugtighedsindholdet i udgangsmaterialet kan variere inden for ret vide grænser. Udgangsmaterialet er affaldspapir, der er opsamlet på forskellig vis, og som er bundtet og inden genbruget opbevaret i uopvarmede lokaliteter .5 The upper plane is dimensioned to fit within the lower mold box 30. The upper plane is provided with an entrance 37 through which hot steam or or cooling air can be introduced in the subsequent process steps. As soon as the upper plane is mounted, a compression is initiated. The compression is carried out at a steadily increasing pressure whose maximum value is adjusted to the hardness of the finished product. For packaging purposes, a pressure equal to 0.7 kp / cm will in many cases be appropriate. When the pressure has almost reached its maximum value, steam 15 is introduced into the mold through the inlet 37. The steam is preferably introduced at a temperature of approx. 140 ° C and with a corresponding pressure. Excess steam evaporates through the extractors 32. The steam is added for one or more periods within a period of approx. 20 seconds while maintaining the compression 20 at unchanged pressure. In this way, the fiber pulp is further compressed while the fibers in the frayed edges of the paper flakes change character, thus creating effective connections between the fibers. After the approx. 20 seconds of heat treatment with steam, the molding is not compressed further under the given pressure, and then the last step is started before the molding is taken out of the mold, namely a blow-through with air to remove condensation from the steam addition and any excess moisture from the fiber preparation. In grinding the paper, no moisture is added, but the moisture content of the starting material may vary within fairly wide limits. The starting material is waste paper that is collected in different ways and that is bundled and stored before being recycled in unheated locations.

35 Tidsrummet 20 sekunder for hærdningen er en erfa ringsværdi, der vil være passende for de fleste typer af formgenstande til emballageformål. Ved formgenstande med tykkelser over ca. 25 mm kan der være behov for længere hær- DK 169316 B1 8 detid. Den minimale hærdetid kan imidlertid på enkel måde bestemmes ved forsøg. Selve hærdningen forløber som en front af fugtighed gennem materialet fre den side, hvor dampen indblæses, og materialet er færdighærdet, så snart fronten 5 har nået den modsatte side. Ved indblæsningen af den hede damp sker der en kondensation i den kolde fibermasse, men efterhånden som materialet varmes op af den hede damp for-damper den kondenserede fugt igen, hvorved den af fugtigheden dannede front forskydesi materialet. Det opvarmede mate-10 riale antager en fast sammenbundet form, medens materialet foran den fugtige front stadig er tørt og løst. Når alt materialet er opvarmet, og fronten er tørret ud ved hjælp af den hede damp, er hærdningen afsluttet, og yderligere varmebehandlingstid synes ikke at give det sammenpressede materi-15 ale øget styrke.35 The time period of 20 seconds for curing is an experience value that will be appropriate for most types of moldings for packaging purposes. For moldings with thicknesses above approx. 25 mm may require longer army time. However, the minimum cure time can be easily determined by experiment. The curing itself proceeds as a front of moisture through the material from the side where the steam is blown in, and the material is fully cured as soon as the front 5 has reached the opposite side. When the hot steam is blown in, condensation occurs in the cold fiber mass, but as the material is heated by the hot steam, the condensed moisture evaporates again, whereby the front formed by the moisture displaces the material. The heated material assumes a firmly bonded form, while the material in front of the moist front is still dry and loose. When all the material is heated and the front is dried out by means of the hot steam, the curing is completed and further heat treatment time does not appear to give the compressed material increased strength.

Efter sammenpresningen og varmebehandlingen aftages overplanet, hvorved formoversiden bliver fri. Underplanet 33 kan nu hæves som vist på fig. 4. Samtidig kan der sættes luft under tryk til udsugningerne 32, så formgenstanden løf-20 tes fri af formen og kan tages ud f.eks. ved hjælp af et vakuumløfteplan 38. Formen er nu klar til igen at blive fyldt med fibermateriale i en ny cyklus.After compression and heat treatment, the upper plane is removed, leaving the mold surface free. The lower plane 33 can now be raised as shown in FIG. 4. At the same time, air can be pressurized to the suctions 32 so that the molding object is lifted free of the mold and can be removed e.g. by means of a vacuum lifting plane 38. The mold is now ready to be filled again with fiber material in a new cycle.

Ved hjælp af de beskrevne fremgangsmådetrin kan der fremstilles formlegemer af papirfibre. Disse formlegemer er 25 især egnet til emballageformål, hvor det er en særlig fordel, at der ved fremstillingen ikke er tilsat hjælpstoffer af nogen art. Formlegemerne indtager i miljømæssig henseende i forbrugskæden nøjagtig samme stilling som det affaldspapir, de er fremstillet udfra, og affaldspapir anses ikke for 30 problematisk, idet det blandt andet kan forbrændes.By means of the described process steps, mold bodies can be made of paper fibers. These moldings are particularly suitable for packaging purposes where there is a particular advantage that no auxiliary materials of any kind are added in the manufacture. The environmental bodies occupy the exact same position as the waste paper from which they are manufactured from an environmental point of view, and waste paper is not considered problematic, as it can, among other things, be incinerated.

Prøver af det ved fremgangsmåden fremstillede materiale er blevet afprøvet og vurderet med hensyn til dets anvendelighed som emballagemateriale. Materialet er vurderet på basis af pladeformede emner med en tykkelse på henholds-35 vis 9,3 mm og 22,0 mm. Pladerne er under fremstillingen sam-menpresset ved et tryk på 0,7 kp/cm og hærdet ved gennem-blæsning med damp ved en temperatur på ca. 140°C. De foretagne målinger omfatter en måling af densitet, stablings- DK 169316 B1 9 styrke, kompressionsmodstand og stødabsorptionsmodstand.Samples of the material produced by the process have been tested and evaluated for its usefulness as a packaging material. The material is evaluated on the basis of plate-shaped blanks having a thickness of 9.3 mm and 22.0 mm, respectively. During manufacture, the plates are compressed at a pressure of 0.7 kp / cm and cured by blowing with steam at a temperature of approx. 140 ° C. The measurements taken include a density measurement, stacking strength, compression resistance and shock absorption resistance.

Densiteten er målt til: 3 9,3 mm prøveemne 363 kg/m 3 22 mm prøveemne 367 kg/m 5 Stablingsstyrken er målt til: for 9,3 mm materiale er kraften 3,65 kN/m for 22 mm materiale er kraften 7,25 kN/mDensity is measured to: 3 9.3 mm specimen 363 kg / m 3 22 mm specimen 367 kg / m 5 The stacking strength is measured to: for 9.3 mm material the force is 3.65 kN / m for 22 mm material is the force 7 , 25 kN / m

Kompressionsmodstanden måles med emner af størrelsen 70x70 mm, der udsættes for en kraft på 10 kN. Der blev målt 10 en blivende deformation på 6%.The compression resistance is measured with blanks 70x70 mm subjected to a force of 10 kN. A permanent deformation of 6% was measured.

Stødabsorptionsmodstanden er blevet målt ved en standardiseret faldprøve, og resultaterne er sammenlignet med tilsvarende afprøvninger med ekspanderet polystyren (EPS).The shock absorption resistance has been measured by a standardized drop test and the results have been compared with similar expanded polystyrene (EPS) tests.

Der blev konstateret en mindre evne til optagelse af 15 stødaccelerationskræfter end ved EPS, men modstanden mod nedbrydning ved gentagne påvirkninger var væsentligt bedre. Hvor EPS efter 4 faldpåvirkninger var uden virkning, viste materialet fremstillet i henhold til opfindelsen ingen tegn på nedbrydning efter 10 faldpåvirkninger.There was a lower ability to absorb 15 shock acceleration forces than with EPS, but resistance to degradation by repeated stresses was significantly better. Where EPS after 4 fall effects was ineffective, the material made according to the invention showed no signs of degradation after 10 fall effects.

20 Afprøvningens resultat er sammenfattet i følgende konklusion: - Materialets styrkeegenskaber i dets længde- og bredderetning er ringere end for bølgepaps optimale retning.20 The result of the test is summarized in the following conclusion: - The strength properties of the material in its longitudinal and longitudinal directions are inferior to the optimum direction of corrugated board.

- Materialet har mindre blivende deformation end man-25 ge andre materialer, som anvendes til emballageformål.- The material has less permanent deformation than many other materials used for packaging purposes.

- Materialets polstringsvirkning overfor stødpåvirkninger er ringere end for mange andre materialers vedkommende, men er tilstrækklig god til anvendelse til mindre skrøbelige produkter, som f.eks. hårde hvidevarer og lignende.- The padding effect of the material against impact is poorer than that of many other materials, but is sufficiently good for use on less fragile products, such as. home appliances and the like.

30 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstilles der et generelt anvendeligt emballeringsmateriale, der udgør et 100% genbrug af forekommende papirmaterialer. Fremstillingsprocessen er hurtig, idet hærdningen foretages ved en varmebehandling med damp inden for et tidsrum på højst 20 35 sek. Efter en kort gennemblæsning med luft ved omgivelsernes temperatur er det fremstillede formlegeme klar til brug. Fremstillingsprocessen er så enkel og så lidt resourcekræ-vende, at den kan etableres i forbindelse med brugsstedet DK 169316 B1 10 for emballagen, og der er følgelig ikke behov for et lager for færdig emballage i forbindelse med den emballageforbrugende produktion. Især skal det fremhæves, at materialet ved dampbehandlingen steriliseres, og at der uanset at der an-5 vendes råvarer, som ikke er kontrolleret for bakteriel renhed, fremstilles formgenstande, der fra et hygiejnisk synspunkt er uangribelige.In the process of the invention, a generally applicable packaging material is produced which constitutes a 100% recycling of existing paper materials. The production process is rapid, with the curing being carried out by a heat treatment with steam within a period of not more than 20 35 sec. After a brief blow-through with air at ambient temperature, the molded body is ready for use. The manufacturing process is so simple and so little resource-intensive that it can be established in connection with the use point DK 169316 B1 10 for the packaging, and consequently there is no need for a finished packaging stock in connection with the packaging consuming production. In particular, it should be emphasized that the material is sterilized in the steam treatment and that, regardless of the use of raw materials which are not controlled for bacterial purity, mold items which are hygienically viewable are manufactured.

Det beskrevne eksempel omhandler et pladeformet emne med forstærkninger i form af fortykkelser. Fremgangsmåden er 10 anvendelig ved fremstilling af såvel emner af mere kompliceret form, hvori skrøbelige genstande, der skal transporteres, kan indlægges, som emner i form af plane eller korru-gerede plader. Emnerne kan tillige fremstilles med varierende tæthed, idet formen udformes således, at visse dele af 15 formlegemet udsættes for et væsentligt højere tryk under dampgennemstrømningen end de øvrige dele.The example described relates to a plate-shaped workpiece with reinforcements in the form of thickening. The method is useful in the preparation of both items of a more complicated shape, in which fragile articles to be transported can be inserted as items in the form of flat or corrugated sheets. The blanks can also be manufactured with varying densities, the mold being designed so that certain parts of the mold body are subjected to a substantially higher pressure during the vapor flow than the other parts.

Claims

A process for producing molded articles, preferably in the form of sheets of profiling, from paper fibers prepared by dry grinding preferably waste paper to a particle size of about 50 mm. 3 mm and after compression in a mold is cured by a heat treatment, characterized in that the finely divided fiber material 10 is compressed in the mold to a volume which is less than 50% of the initial volume, after which, under further compression, it is flowed through steam which is added under pressure. , with a subsequent cooling by blowing with air.

Process according to Claim 1, 15, characterized in that the steam addition is carried out for one or more periods within 20 seconds per approx. 20 mm thickness of the molding.

Process according to claim 1 or 2, characterized in that the steam is added at approx. At 140 ° C.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the paper fibers are derived from unsorted waste paper.

Process according to claim 1, 25, characterized in that the pressure at which the mold is compressed during the compression of the paper fibers in the mold 2 corresponds to at least 0.7 kp / cm.

Process according to claim 1, characterized in that the compression prior to the steam addition is at least 70%.

Process according to any one of claims 1-6, characterized in that the compression is carried out by subjecting the mold body to increasing pressure until the compression velocity decreases substantially, at which time the steam is added, the pressure at which the compression takes place. essentially kept constant.