EP1005965A1 - Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Cellulosefasern sowie Verfahren zur Herstellung von Papier oder Platten aus Cellulosefasern - Google Patents
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- EP1005965A1 EP1005965A1 EP99890353A EP99890353A EP1005965A1 EP 1005965 A1 EP1005965 A1 EP 1005965A1 EP 99890353 A EP99890353 A EP 99890353A EP 99890353 A EP99890353 A EP 99890353A EP 1005965 A1 EP1005965 A1 EP 1005965A1
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- cellulose fibers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N1/00—Pretreatment of moulding material
- B27N1/02—Mixing the material with binding agent
- B27N1/0227—Mixing the material with binding agent using rotating stirrers, e.g. the agent being fed through the shaft of the stirrer
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- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N1/00—Pretreatment of moulding material
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a molded body made of cellulose fibers, in which moist cellulose fibers mixed with a binder are introduced into a mold, in particular blown in are and pressed there, after which the molded body is heated becomes. It also relates to a manufacturing process of paper or sheets of cellulose fibers, in which moist cellulose fibers mixed with a binder are applied to a conveyor belt, in particular blown and there by another conveyor belt that is above of the first conveyor belt is running, pressed together.
- a process for producing a molded article from cellulose fibers is known from EP 257 106 A1.
- the fibers can manufactured in accordance with this laid-open specification that cellulose-containing particles with steam, hot water or weak alkali open minded and in defibrators frayed and then dried. These fibers are glued and blown into a press mold, where they are then be compressed. If necessary, the molded body is then removed from this press, inserted in a second press and pressed there with the supply of heat.
- On Process for the production of paper or plates from cellulose fibers The type mentioned at the outset is from WO 89/11385 A known. According to this disclosure, a Fiber / air suspension blown into a gap separated by two conveyor belts arranged one above the other is formed.
- a disadvantage of these known methods is that the Production of loose fibers from an aqueous suspension done according to the known methods by heating, that is is correspondingly energy-intensive.
- the invention is based on the surprising finding Reason that the cellulose fibers are not absolutely dry must be or have very little moisture allowed to; the moisture that is present in the mechanical Dewatering results (about 30-70%) is still perfectly acceptable. Centrifuges can be used for mechanical dewatering, however, the fibers can also be pressed.
- the fibers are then placed in a tube in which a brush rotates very quickly, e.g. With 10,000 to 20,000 revolutions per minute. This will make the Ball of fiber is broken down even further, and the binder becomes equally distributed. The volume increases again.
- the brush acts like a centrifugal pump. It not only cuts the fibers, but also promotes them they also continue, expediently straight into the mold.
- the material is pressed there. In contrast to the fiber casting process the material does not need to be dried in the mold. Although it is only mechanically drained, the result is how in the known dry processes only by pressing already a reasonably stable molded body. The pressing process is very quick, so the cost of the mold per molded body can be kept very low. However, the moisture of the molded body is so high that it can be dried by heating after pressing got to. The heating is expediently carried out by microwaves, because it causes an even drying process becomes. Microwaves heat from the inside; you would only Heat from the outside, then a dry one soon formed on the outside Skin through which the residual moisture inside is present could only get through very badly. Especially with thin ones Shaped bodies can also be heated conventionally.
- the molded body is already slightly mechanical resilient, e.g. to be stacked on pallets. He but still has to evaporate for a while.
- Starch is preferred as the binder.
- FIG. 1 shows the process stage, where the cellulose fibers are mixed with starch
- Fig. 2 the process stage where the fiber balls are further broken down
- Fig. 3 shows the pressing process
- Fig. 4 shows one Device for the production of paper or plates.
- Cellulose fibers are used as the starting material. This Fibers are - as is common in papermaking - in Water dissolved. Teen in paper production is eligible fibers used (primary or secondary). These fibers are now mechanically dewatered, for example by means of a Centrifuge. After that the moisture content of the Fibers are around 30-70% depending on the fiber properties. After this Dewatering the fiber material is highly compressed, the individual Fibers are compressed in a small space, similar like with gray cardboard.
- This material 1 see Fig. 1) with a fast rotating brush 2 loosened in a container 3, at the same time, starch 4 is stirred in as a binder and distributed. The starch particles accumulate evenly from the moist fiber bundles and adhere to their surface. Individual fibers are found at the end of this step and small bundles of fibers side by side. The total volume of the Materials is significantly larger. The fibers are irregular arranged in the room and now need more space.
- a special one Machine see Fig. 2. It consists of a vertical one Tube 5, at the lower end of a fast rotating Brush 6 is attached.
- the outside diameter of the brush 6 is equal to the inside diameter of the tube 5.
- the brush 6 has one Diameter of 10 cm, and it rotates at 10,000 to 20,000 revolutions per minute.
- a collecting device 7 in Fig. 2 is the front Part broken away, which has an outlet 8.
- the rotating one Brush 6 acts like a pump and creates an air flow, which enters at the upper opening of the tube 5 and exits at outlet 8. Throw the material into the top of the tube 5, it is sucked past the brush 6, leaving the fiber bundle disassembled and removed with the air flow. There is again an increase in volume.
- the material which has now been loosened is filled into a press mold 9 and compressed by pressing on the stamp 10.
- the compressed material can now be extracted from the mold 9 fall without losing its shape.
- the molded material is then exposed to action heated by microwaves, this creates the for pasting necessary heat.
- the moisture in the material is sufficient to trigger the gelatinization process. A certain residual moisture stays in the material.
- This residual moisture loses the heated material when it cools down.
- drying processes e.g. drying chamber
- the invention is used to produce paper and plates
- the procedure is initially carried out in exactly the same way as above up to Fig. 2 is described.
- the material will not conveyed into a press mold, but on a conveyor belt 21.
- This creates a fiber carpet 22.
- Above the conveyor belt 21 there is another conveyor belt 23, so that the fiber carpet 22 pressed between the two conveyor belts 21, 23 becomes.
- the carpet of fibers 22 is in a dryer 24 heated.
- the Drying process by heating with a microwave.
- At thin-walled material is also conventional heating (e.g. heating cylinder) possible.
- the finished carpet of fibers 22 can be processed into plates or rolled up on rolls become.
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Abstract
Zur Herstellung eines Formkörpers aus Cellulosefasern werden feuchte Cellulosefasern, die mit einem Bindemittel versetzt sind, in eine Pressform eingebracht, insbesondere eingeblasen, und dort gepresst. Danach wird der Formkörper erhitzt. Erfindungsgemäß werden die mit Bindemitteln versetzten Fasern hergestellt, indem ein wässeriger Faserbrei mechanisch entwässert wird und dann durch Rühren mit einer Bürste aufgelockert und mit Bindemittel vermischt wird, sodass Faserbündel entstehen, die man in ein Rohr (5) einbringt, in dem eine Bürste (6), deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohres (5) entspricht, schnell rotiert, vorzugsweise mit 10.000-20.000 Umdrehungen pro Minute. Zur Herstellung von Papier oder Platten aus Cellulosefasern werden diese Fasern nicht in eine Pressform eingebracht, sondern auf ein Förderband aufgebracht, über dem ein zweites Förderband vorgesehen ist, sodass die Cellulosefasern zwischen diesen Förderbändern komprimiert werden. <IMAGE>
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Formkörpers aus Cellulosefasern, bei dem
feuchte Cellulosefasern, die mit einem Bindemittel versetzt
sind, in eine Pressform eingebracht, insbesondere eingeblasen
werden und dort gepresst werden, wonach der Formkörper erhitzt
wird. Sie betrifft weiters ein Verfahren zur Herstellung
von Papier oder Platten aus Cellulosefasern, bei dem
feuchte Cellulosefasern, die mit einem Bindemittel versetzt
sind, auf ein Förderband aufgebracht, insbesondere geblasen
werden und dort durch ein weiteres Förderband, das oberhalb
des ersten Förderbandes lauft, aneinander gedrückt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Cellulosefasern
ist aus der EP 257 106 A1 bekannt. Die Fasern können
gemäß dieser Offenlegungsschrift in der Weise hergestellt
werden, dass cellulosehaltige Teilchen mit Dampf, heißem Wasser
oder schwachen Laugen aufgeschlossen und in Defibratoren
zerfasert und anschließend getrocknet werden. Diese Fasern
werden beleimt und in eine Pressform eingeblasen, wo sie dann
verdichtet werden. Gegebenenfalls wird der Formkörper dann
aus dieser Presse herausgenommen, in eine zweite Presse eingelegt
und dort unter Zufuhr von Wärme fertig gepresst. Ein
Verfahren zur Herstellung von Papier oder Platten aus Cellulosefasern
der eingangs genannten Art ist aus der WO 89/11385
A bekannt. Gemäß dieser Offenlegungsschrift wird eine
Faser/Luftsuspension in einen Spalt geblasen, der durch zwei
übereinander angeordnete Förderbänder gebildet wird. Unmittelbar
vor diesen beiden Förderbändern wird ein Nebel von
Klebstoff erzeugt ,und die Fasern werden mit einer derart hohen
kinetischen Energie zu den Förderbändern geblasen, dass
sie im Wesentlichen geradlinig durch den Neben hindurchfliegen,
sodass sie den Klebstoff aufnehmen und sich am Hinterende
der zwischen den beiden Förderbändern entstehenden
Platte anlagern.
Nachteilig ist bei diesen bekannten Verfahren, dass die
Herstellung lockerer Fasern aus einer wässerigen Suspension
nach den bekannten Methoden durch Erhitzen erfolgt, also
entsprechend energieaufwändig ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verfahren
der eingangs genannten Art in Bezug auf die Herstellung der
mit Bindemitteln versetzten Cellulosefasern zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mit Bindemitteln
versetzten Fasern hergestellt werden, indem ein wässeriger
Faserbrei mechanisch entwässert wird und dann durch
Rühren mit einer Bürste aufgelockert und mit Bindemittel vermischt
wird, sodass Faserbündel entstehen, die man in ein
Rohr einbringt, in dem eine Bürste, deren Außendurchmesser
etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, schnell rotiert,
wobei auch im Falle der Herstellung von Papier bzw.
Platten diese erhitzt werden.
Der Erfindung liegt nämlich die überraschende Erkenntnis zu
Grunde, dass die Cellulosefasern durchaus nicht absolut trocken
sein müssen oder nur eine sehr geringe Feuchtigkeit aufweisen
dürfen; die Feuchtigkeit, die sich beim mechanischen
Entwässern ergibt (etwa 30-70%) ist durchaus noch akzeptabel.
Zum mechanischen Entwässern kann man Zentrifugen verwenden,
die Fasern können aber auch gepresst werden.
Die Cellulosefasern, die sich auf diese Weise ergeben, liegen
nun dicht gepackt und keineswegs in lockerer Form vor.
Damit sie mit Bindemitteln versetzt werden können und damit
sie form- und pressbar werden, müssen sie jedoch in eine lockere
Form übergeführt werden. Dies geschieht gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch, dass die entwässerten Cellulosefasern
mit einer Bürste in Faserknäuel zerlegt werden, wobei
das Bindemittel zugesetzt wird. Dadurch werden die Cellulosefaser
bereits stark aufgelockert, sodass sich das Volumen
entsprechend vergrößert. Die Fasern werden dann in ein Rohr
gegeben, in dem eine Bürste sehr schnell rotiert, z.B. mit
10.000 bis 20.000 Umdrehungen pro Minute. Dadurch werden die
Faserknäuel noch weiter zerlegt, und das Bindemittel wird
gleichmäßig verteilt. Das Volumen vergrößert sich abermals.
Durch die hohe Drehzahl wirkt die Bürste wie eine Fliehkraftpumpe.
Sie zerteilt die Fasern nicht nur, sondern befördert
sie auch weiter, zweckmäßigerweise gleich in die Pressform.
Dort wird das Material gepresst. Im Gegensatz zum Fasergussverfahren
muss das Material in der Form nicht getrocknet werden.
Obwohl nur mechanisch entwässert wird, ergibt sich wie
bei den bekannten trockenen Verfahren nur durch das Pressen
bereits ein einigermaßen stabiler Formkörper. Der Pressvorgang
geht somit sehr schnell vor sich, sodass die Kosten für
die Pressform pro Formkörper sehr gering gehalten werden können.
Die Feuchtigkeit des Formkörpers ist allerdings so hoch,
dass er nach dem Pressen durch Erhitzen getrocknet werden
muss. Zweckmäßigerweise erfolgt das Erhitzen durch Mikrowellen,
weil dadurch ein gleichmäßiger Trockenvorgang bewirkt
wird. Mikrowellen erhitzen nämlich von Innen; würde man nur
von Außen erhitzen, dann bildete sich außen bald eine trockene
Haut, durch die die innen vorhandene Restfeuchtigkeit
nur sehr schlecht durchkommen könnte. Insbesondere bei dünnen
Formkörpern ist aber auch ein herkömmliches Erhitzen möglich.
Danach ist der Formkörper bereits geringfügig mechanisch
belastbar, er kann z.B. auf Paletten gestapelt werden. Er
muss aber noch einige Zeit ausdunsten.
Als Bindemittel wird Stärke bevorzugt.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung
näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Verfahrensstufe,
wo die Cellulosefasern mit Stärke vermischt werden; Fig. 2
die Verfahrensstufe, wo die Faserknäuel weiter zerlegt werden;
Fig. 3 zeigt den Pressvorgang; und Fig. 4 zeigt eine
Vorrichtung zur Herstellung von Papier oder Platten.
Als Ausgangsstoff werden Cellulosefasern verwendet. Diese
Fasern werden - wie bei der Papierherstellung üblich - in
Wasser aufgelöst. Infrage kommen alle in der Papierherstellung
verwendeten Fasern (primär oder sekundär). Diese Fasern
werden nun mechanisch entwässert, beispielsweise mittels einer
Zentrifuge. Danach liegt der Feuchtigkeitsgehalt der
Fasern je nach Faserbeschaffenheit bei ca. 30-70%. Nach dem
Entwässern ist das Fasermaterial stark komprimiert, die einzelnen
Fasern sind auf einen kleinen Raum verdichtet, ähnlich
wie bei Graupappe. Dieses Material 1 (s. Fig. 1) wird mit einer
schnelldrehenden Bürste 2 in einem Behälter 3 aufgelockert,
gleichzeitig wird als Bindemittel Stärke 4 eingerührt
und verteilt. Die Stärketeilchen lagern sich gleichmäßig an
den feuchten Faserbündeln ab und haften auf deren Oberfläche.
Am Ende dieses Arbeitsschrittes finden sich einzelne Fasern
und kleine Faserbündel nebeneinander. Das Gesamtvolumen des
Materials ist deutlich größer. Die Fasern sind unregelmäßig
im Raum angeordnet und benötigen jetzt mehr Platz.
Nun folgt ein Auflockerungsverfahren mit einer speziellen
Maschine (siehe Fig. 2). Sie besteht aus einem senkrecht angebrachten
Rohr 5, an dessen unteren Ende eine schnelldrehende
Bürste 6 angebracht ist. Der Außendurchmesser der Bürste
6 ist gleich dem Innendurchmesser des Rohres 5. Zwischen
Bürste 6 und Rohr 5 soll ein möglichst kleiner Spalt sein.
Bei einem konkreten Ausführungsbeipiel hat die Bürste 6 einen
Durchmesser von 10 cm, und sie dreht sich mit 10.000 bis
20.000 Umdrehungen pro Minute. Unterhalb des Rohres 5 befindet
sich eine Sammelvorrichtung 7 (in Fig. 2 ist der vordere
Teil weggebrochen), die einen Auslass 8 aufweist. Die rotierende
Bürste 6 wirkt wie eine Pumpe und erzeugt einen Luftstrom,
der an der oberen Öffnung des Rohres 5 eintritt und
beim Auslass 8 austritt. Wirft man das Material oben ins Rohr
5, wird es an der Bürste 6 vorbei gesaugt, wobei die Faserbündel
zerlegt und mit dem Luftstrom abtransportiert werden.
Es kommt wiederum zu einer Volumsvergrößerung.
Das nun aufgelockerte Material wird in eine Pressform 9 gefüllt
und mittels Druck auf den Stempel 10 komprimiert. Das
komprimierte Material lässt sich nun aus der Pressform 9
stürzen, ohne seine Form zu verlieren.
Das geformte Material wird anschließend durch Einwirkung
von Mikrowellen erhitzt, dadurch entsteht die zum Verkleistern
notwendige Hitze. Die Feuchtigkeit im Material genügt,
um den Verkleisterungsprozess auszulösen. Eine gewisse Restfeuchte
bleibt im Material.
Diese Restfeuchte verliert das erhitzte Material beim Abkühlen.
Durch bekannte Trocknungsverfahren (z.B. Trockenkammer)
kann dieser Prozess beschleunigt werden.
Zur Herstellung von Papier und Platten wird das erfindungsgemäße
Verfahren zunächst genauso durchgeführt, wie dies oben
bis zur Fig. 2 beschrieben ist. Dann wird das Material aber
nicht in eine Pressform befördert, sondern auf ein Förderband
21. Dadurch entsteht ein Faserteppich 22. Über dem Förderband
21 befindet sich ein weiteres Förderband 23, sodass der Faserteppich
22 zwischen den beiden Förderbändern 21, 23 gepresst
wird. Danach wird der Faserteppich 22 in einem Trockner
24 erhitzt. Bei stärkerem Material erfolgt der
Trocknungsprozess durch Erhitzen mittels Mikrowelle. Bei
dünnwandigem Material ist aber auch eine herkömmliche Erhitzung
(z.B. Heizzylinder) möglich. Der fertige Faserteppich 22
kann zu Platten weiterverarbeitet werden oder auf Rollen aufgerollt
werden.
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Cellulosefasern, bei dem Cellulosefasern entwässert und mit einem Bindemittel versetzt werden, wonach sie mit einer Bürste aufgelockert und in eine Pressform eingebracht, insbesondere eingeblasen werden und dort gepresst werden, wonach der Formkörper erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Bindemitteln versetzten Fasern hergestellt werden, indem ein wässeriger Faserbrei mechanisch entwässert wird und dann durch Rühren mit einer Bürste aufgelockert und mit Bindemittel vermischt wird, sodass Faserbündel entstehen, die man in ein Rohr einbringt, in dem eine Bürste, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, schnell rotiert.
- Verfahren zur Herstellung von Papier oder Platten aus Cellulosefasern, bei dem feuchte Cellulosefasern, die mit einem Bindemittel versetzt sind, auf ein Förderband aufgebracht, insbesondere geblasen werden und dort durch ein weiteres Förderband, das oberhalb des ersten Förderbandes lauft, aneinander gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Bindemittel versetzten Fasern hergestellt werden, indem ein wässeriger Faserbrei mechanisch entwässert wird und dann durch Rühren mit einer Bürste aufgelockert und mit Bindemittel vermischt wird, sodass Faserbündel entstehen, die man in ein Rohr einbringt, in dem eine Bürste, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, schnell rotiert, und dass das Papier bzw. die Platte erhitzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum mechanischen Entwässern eine Zentrifuge verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern zum mechanischen Entwässern gepresst werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste im Rohr mit 10.000 bis 20.000 Umdrehungen pro Minute rotiert.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen des Formkörpers nach dem Pressen außerhalb der Pressform bzw. des zweiten Förderbandes erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen durch Mikrowellen erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Stärke verwendet wird.
Applications Claiming Priority (2)
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AT182498A AT407407B (de) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Verfahren zur herstellung eines formkörpers aus cellulosefasern sowie verfahren zur herstellung von papier oder platten aus cellulosefasern |
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