NL1004138C2

NL1004138C2 - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van vezelversterkte, geschuimd papierachtige producten.

Info

Publication number: NL1004138C2
Application number: NL1004138A
Authority: NL
Inventors: Jan Wietze Huisman; Jan Hendrik Adolf Arentsen
Original assignee: Vertis Bv
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-03-31

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van vezelversterkte, geschuimd papierachtige producten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van geschuimde producten, volgens de aanhef van conclusie 1. Een dergelijke werkwijze is bekend uit de Internationale octrooipublicatie WO 95/20628. De uitvinding 5 heeft voorts betrekking op een inrichting die daarbij kan worden toegepast alsmede op volgens deze werkwijze verkrijgbare producten.

De volgens de uitvinding te vervaardigen producten hebben een schuimachtige structuur. Meer in het bijzonder 10 omvat het schuimachtige materiaal steeds ten minste drie delen: twee relatief dichte lagen aan de buitenkant, die als het ware een huid vormen, en een schuimstructuur als kern daartussen. De dichte lagen zijn stevig en sterk en bestaan uit in hoofdzaak gesloten, kleine cellen. De schuimstructuur 15 van de kern is over het algemeen open, wat inhoudt dat de cellen zijn gebarsten om de gassen die bij de vervaardiging ontstaan, bijvoorbeeld waterdamp of koolzuurgas, te laten ontsnappen. De cellen hebben in het algemeen een stevige en massieve celwand door de relatief hoge druk en temperatuur 20 tijdens het proces. De vezels strekken zich bij het vervaardigde product tussen en eventueel gedeeltelijk door de cellen uit en zijn voornamelijk innig met het materiaal van de cellen verbonden.

In deze beschrijving wordt met "verstijfselen" 25 bedoeld een verandering van een natuurlijke polymeer vanuit een enigszins of geheel losse korrel- of vergelijkbare granulaatvorm in een al dan niet droge en/of geschuimde samenhangende vorm, waarin gestrekte polymeren aanwezig zijn. Dat wil zeggen dat een overgang optreedt vanuit een 30 vaste stof, een colloidale oplossing of suspensie naar een meer homogene fluïde massa. Afhankelijk van de gebruikte polymeren dient onder "verstijfselen" derhalve ook te worden begrepen bijvoorbeeld geleren, gelatineren en dergelijke.

11 0 0 41 3 8 2

Bij geschuimde producten waarbij slechts verstijf-seling optreedt worden door gasontwikkeling in de te schuimen massa bellen gevormd in hoofdzaak na het verstijfselen. Dit proces vindt plaats bij relatief lage 5 temperaturen en drukken. Dergelijke producten hebben een over de gehele doorsnede ongeveer gelijke structuur van relatief kleine cellen met wanden van in hoofdzaak onverknoopte natuurlijke polymeren.

Onder "bakken" wordt in deze beschrijving verstaan 10 een werkwijze waarbij zowel verstijfseling als verknoping optreedt, bij relatief hoge temperatuur en/of druk. Als gevolg daarvan treedt de vorming van gas relatief snel op, waardoor bellen reeds worden gevormd voorafgaand aan of tijdens verstijfselen. Als gevolg van onder meer de hoge 15 druk nabij sterk verhitte delen verknopen de polymeren al snel bij gebruik van een matrijs of dergelijke bakvorm met een temperatuur op of boven de baktemperatuur.

Deze gebakken producten hebben een kern met relatief grote cellen, ingesloten tussen huiddelen met relatief 20 kleine cellen. De celwanden hebben een relatief hoge dichtheid en de daarin opgenomen natuurlijke polymeren zijn in hoge mate met elkaar verknoopt, hetgeen betekent dat zij onderlinge ketenverbindingen zijn aangegaan. Een dergelijk gebakken product heeft derhalve een sandwich-achtige 25 structuur.

In de uit WO95/20628 bekende werkwijze wordt gebruik gemaakt van een open degelstel, waarin producten worden vervaardigd uit een beslag dat natuurlijke polymeren, water en vezels omvat. Het beslag wordt in de onderste helft van 30 een open degelstel gebracht, bijvoorbeeld een hakijzer, waarna het degelstel wordt gesloten en verhit, zodat het beslag wordt gebakken. De verkregen producten zijn dunwandig en biodegradeerbaar, hetgeen milieutechnisch voordelig is.

De toegevoegde vezels hebben het voordeel dat daardoor een 35 vergroting van de sterkte van het product wordt verkregen ten opzichte van producten waarbij dergelijke vezels niet 1004138 3 zijn toegevoegd. Dergelijke producten zijn bijvoorbeeld bekend uit W091/12186.

Het gebruik van degelstellen heeft als nadeel dat het beslag in een open matrijs wordt gebracht die vervolgens 5 wordt gesloten en bijvoorbeeld door een doorloopoven wordt geleid, alwaar door bijvoorbeeld gasbranders wordt verhit. Dit is energetisch gezien weinig rendabel en bovendien is de temperatuur in de bakmatrijs niet goed regelbaar en kan gedurende het bakproces sterk variëren, hetgeen de kwaliteit 10 van de producten niet ten goede komt. Bovendien zijn de producten die volgens deze werkwijze worden verkregen niet bijzonder maatvast en kunnen geen of slechts zeer geringe wanddikteverschillen worden toegestaan omdat anders geen homogene structuur verkregen kan worden. Een verder nadeel 15 van deze werkwijze is dat het invoeren van het beslag en het uitnemen van de producten zeer bewerkelijk is en vaak tot storingen zal leiden in de productie. Bovendien kunnen met deze werkwijze geen producten worden vervaardigd die niet-lossend zijn, zodat de vormgevingsvrijheid gering is.

20 Uit de Europese octrooiaanvrage 0 118 240 is een werkwijze bekend voor het vervaardigen van biodegradeerbare medicijnencapsules en dergelijke producten door spuitgieten uit een zetmeelcomposiet. Daartoe wordt een zetmeelmengsel met een gering watergehalte in een gesloten ruimte, in het 25 bijzonder de hopper van een spuitgietmachine gebracht, waarin bij geschikte specifieke temperatuur, druk en vochtigheid wordt gezorgd voor plastificering van het mengsel. De temperatuur en druk worden daarbij zo hoog opgevoerd dat het mengsel tot boven het glaspunt wordt 30 gebracht. Vervolgens wordt het geplastificeerde mengsel in een gekoelde matrijs geperst en onder druk gehouden, zolang tot het of elk product voldoende is afgekoeld, waarna de matrijs wordt geopend en wordt geleegd.

Deze bekende werkwijze heeft het voordeel dat 35 relatief snel maatvaste biodegradeerbare producten kunnen worden vervaardigd. De mogelijke afmetingen van producten die met deze werkwijze kunnen worden vervaardigd zijn echter 1 C 0 41 3 8 4 beperkt door de vloeiweg in de matrijs. Immers, de in de matrijs geperste geplastificeerde massa wordt direct gekoeld, waardoor stolling optreedt en vloeien van de massa wordt verhinderd, relatief snel na het binnentreden van de 5 matrijs. Bovendien treedt geen verknoping op van het zetmeel in de massa, waardoor de producten relatief geringe sterkte-eigenschappen hebben en relatief slecht bestand zijn tegen water en vochtige omstandigheden in het algemeen. In een vochtige omgeving zullen de producten veel water opnemen en 10 daardoor verslappen, in een droge omgeving zal juist vocht uit de producten verdampen, waardoor ze hard en bros werden. De met deze werkwijze verkregen producten hebben een hoge dichtheid en hebben geen schuimvormige structuur.

Uit de Internationale octrooiaanvrage 95/04104 is 15 een werkwijze bekend voor het vervaardigen van geschuimde, biodegradeerbare producten uit zetmeelhoudende grondstoffen, waarbij een hoeveelheid zetmeel in een voortraject vloeibaar wordt gemaakt door verhitting tot ver boven de verstijfse-1ingstemperatuur, waarna een hoeveelheid met water 20 verzadigde ramievezels wordt bijgemengd. Dit mengsel wordt vervolgens in of door een matrijs gevoerd of tot droog granulaat omgezet. Bij verhitting van het mengsel dient het water uit de ramievezels te ontsnappen en als blaasmiddel te functioneren. Bij toepassing van deze bekende werkwijze 25 dient een nagenoeg droog granulaat van zetmeel in het voortraject sterk verhit te worden, welk granulaat derhalve geen vloeibaar beslag kan vormen. Deze bekende werkwijze heeft als nadeel dat de grondstoffen relatief droog aangevoerd dienen te worden en in het voortraject gemengd 30 moeten worden met de vochtige vezels onder gelijktijdige verhoging van de temperatuur in het vat, waarbij de gewenste verstijfseling optreedt. Daartoe dient het mengsel verwarmd te worden, hetgeen moeilijk homogeen mogelijk is gezien de relatief grote massa. Als gevolg daarvan is het proces 35 relatief slecht controleerbaar. Een verder nadeel is dat de op deze wijze verkregen producten slechts weinig duurzaam en niet waterbestendig zijn en bovendien niet bijzonder maat- ' · i O t 5 vast. De vormgevingsvrijheid is bij deze werkwijze beperkt. Voor deze werkwijze gelden derhalve de genoemde nadelen van het verstijfselen van de massa voorafgaand aan het in de vorm brengen daarvan.

5 Uit de Europese octrooiaanvrage 0 634 261 is voorts een werkwijze bekend voor het vervaardigen van biodegradeer-bare producten met behulp van een spuitgietachtige techniek. Daarbij wordt uitgegaan van een mengsel van een eerste en tweede biodegradeerbare uitgangsstof. De eerste heeft een 10 smelt tempera tuur van boven de 100°C, de tweede van minder dan 100°C. Aan de uitgangsstoffen wordt ofwel een stof toegevoegd die water bevat ofwel water wordt in het uitgangsmateriaal opgenomen, zodanig dat dit voor het blazen van de cellen kan zorgen. De massa wordt in een extruderpers 15 verhit tot boven de verstijfselingstemperatuur van ten minste de eerste uitgangsstof, gemengd en onder druk gebracht en vervolgens in een in een onder druk gebrachte ruimte opgestelde vormholte gespoten. Na inbrengen van de massa wordt de druk weggenomen waardoor het water in de 20 massa tot expansie komt, de cellen blaast en door de doorlatende wand van de vormholte verdwijnt. Een dergelijke werkwijze vergt een ingewikkelde samenstelling van uitgangsstoffen. Verder heeft deze bekende inrichting de genoemde nadelen als gevolg van het verstijfselen van ten minste een 25 deel van de massa voorafgaand aan het in de matrijs brengen daarvan. In het bijzonder zullen, als gevolg van onder meer de poreuze wanden, de buitenste wanddelen van de volgens deze werkwijze vervaardigde producten geen dichte, compacte wand hebben maar een over de gehele productdikte gelijke 30 verdeling van cellen met gelijke grootte.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het vervaardigen van geschuimde producten waarbij de toevoer van het uitgangsmateriaal eenvoudig is, waarbij de vervaardigde producten eenvoudig uit de matrijs verwijderbaar zijn, 35 waarbij een relatief grote vormvrijheid bestaat en waarbij de vervaardigde producten een goede maatvastheid hebben en relatief goed bestand zijn tegen verschillende omstandig- 1O04138 6 heden, waaronder vochtige omgevingen en temperatuurwisselingen, welke producten bovendien integreerbaar zijn in een papierhergebruikingsstroom (papier-recycling). Daartoe wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de 5 maatregelen volgens het kenmerkende deel van conclusie 1.

Door aanvoer van de massa waaruit het of elk product gevormd moet worden op een temperatuur die onder de verstijfselingstemperatuur ligt kan op eenvoudige wijze aanvoer van de massa worden gerealiseerd, bijvoorbeeld via 10 pompen en leidingen. Bovendien kan een voorraad van de massa vooraf reeds worden bereid en vanuit een opslagvat direct worden aangevoerd naar een bewerkingsinrichting. Door vervolgens de massa onder druk in of door de matrijs te brengen en pas in de matrijs te verhitten wordt er voor 15 zorggedragen dat de matrijs steeds voldoende wordt gevuld.

De vloeiweg, dat wil zeggen het of elk traject dat door de massa wordt afgelegd naar en in de matrijs kan daarbij ten opzichte van de doorsneden van de doorgangen lang tot zeer lang zijn. Pas in de matrijs treedt de uiteindelijke 20 verstijfseling op van de natuurlijke polymeren en daarna verknoping van die polymeren.

Door de optredende verknoping wordt een stevig product verkregen. De natuurlijke polymeer zorgt voor een relatief stevig skelet dat zich uitstrekt rond bij voorkeur 25 aaneengesloten cellen die zich in de matrijs vormen door vocht of andere blaasmiddelen dat, als gevolg van de hitte in de matrijs, uit de massa wil ontwijken en door de druk in de matrijs bellen vormt. Het verkregen product heeft daardoor een geblazen schuimvormige structuur. Aangezien de 30 natuurlijke polymeer voor een relatief stijve mantel zorgt is het aldus verkregen product maatvast bij het verlaten van de matrijs. Al naar gelang onder andere de mate van verknoping is het verkregen product meer of minder flexibel.

Aangezien de matrijs wordt verhit en niet de massa, 35 voorafgaand aan het in de matrijs persen, kunnen de temperaturen in de matrijs goed worden geregeld, zowel in het geheel als voor elk afzonderlijk deel van de matrijs.

H: '1 38 7

Daardoor kunnen producten worden vervaardigd met verschillende en variërende wanddikten en met verschillende mechanische eigenschappen. Immers, door meer of minder en/of langer of korter verhitten en aanpassen van bijvoorbeeld de 5 druk kan bijvoorbeeld de mate van verknoping van de polymeren plaatselijk worden geregeld, waardoor de mechanische en fysische eigenschappen worden beïnvloed. Een en ander kan door de deskundige eenvoudig worden bepaald.

Verhitting van de massa tot de baktemperatuur, 10 derhalve boven 100°C biedt het voordeel dat wordt verhinderd dat schimmelvorming optreedt, althans sterk wordt vertraagd. Toevoeging van vezels, in het bijzonder natuurlijke vezels biedt daarbij het voordeel dat de producten meer maatvast zijn na het spuitgieten en verhitten en vormvast blijven, 15 ook bij vochtige omstandigheden. De producten verkregen met een werkwijze volgens de uitvinding zijn relatief sterk en drukvast, schokbestendig en relatief elastisch, isolerend en kunnen worden verkleind zonder dat versnippering optreedt.

De producten kunnen na gebruik worden opgenomen in een 20 bestaande afvalstroom voor bijvoorbeeld compostering of, meer voordelig in een papierrecyclingstroom.

Door gebruik te maken van natuurlijke vezels, in het bijzonder vezels van bijvoorbeeld eenjarige gewassen en/of gerecyclede vezels zoals cellulosevezels uit papier en 25 houtafval worden belangrijke milieu- en fabricagetechnische voordelen bereikt. Zo wordt de uitstoot van schadelijke stoffen verminderd, zo niet verhinderd, zowel tijdens vervaardiging als bij de afvalverwerking. Daar geen fossiele brandstoffen (fossile resources) worden gebruikt in de 30 prducten zal er bij verwerking daarvan geen blijvende toename van CO2 in de atmosfeer ontstaan, zodat door deze producten geen bijdrage wordt geleverd aan het zogenaamde broeikaseffect.

Een verder belangrijk voordeel dat wordt bereikt 35 door toevoeging van de vezels is dat het verkregen product langer zijn oorspronkelijke vorm en eigenschappen behoudt dan zonder vezels. Weliswaar gaat de compostering, dat wil , · ~ r > 8 zeggen het biologisch afbraakproces relatief langzaam, waardoor het product minder geschikt is voor opname in een groente-, fruit- en tuin-afvalstroom doch het product is daardoor voldoende duurzaam om bijvoorbeeld als verpakkings-5 materiaal te kunnen dienen, ook indien de erin verpakte zaken bijvoorbeeld langdurig worden opgeslagen en/of verstuurd, of onder ongunstige omstandigheden, zoals hoge temperatuur en/of hoge luchtvochtigheid. Bij verdere verduurzaming zijn producten vervaardigd volgens de 10 uitvinding geschikt als constructie-elementen, bouwdelen en dergelijke. Deze zijn duurzaam, licht, vormbaar, isolerend en sandwichvormig van opbouw.

Een product vervaardigd volgens de uitvinding is over het algemeen zelfdovend, terwijl vergelijkbare 15 producten vervaardigd uit bijvoorbeeld (papier)pulp of EPS relatief brandbaar zijn. Bovendien is de vervaardiging van dergelijke pulpproducten arbeidsintensief en kostbaar, zijn de producten minder sterk, zwaar, weinig bestendig tegen bijvoorbeeld hoge temperaturen en vocht en is de vorm-20 gevingsvrijheid gering. Een aantal van deze en vergelijkbare nadelen treden op bij vergelijkbare producten vervaardigd uit kunststof zoals polystyreen schuim en dergelijken.

In een voordelige uitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding voorts gekenmerkt door de 25 maatregelen volgens conclusie 2.

Door beheersing van de procesomstandigheden, in het bijzonder de invoersnelheid van de massa, de temperatuur van de matrijs en de druk in de matrijs, wordt een product vervaardigd waarbij de cellen nabij de matrijswand kleiner 30 zijn dsin in het midden tussen de wanden van de matrijs. Met andere woorden, de celgrootte neemt, in het product, van binnen naar buiten af. Daarmee wordt een relatief gesloten, waterdichte huid verkregen die het product goed beschermt tegen prematuur verval, terwijl de binnenzijde van het 35 product relatief grote cellen omvat die het product licht en flexibel kunnen houden. Bovendien is de schuimvormige binnenzijde bijzonder gunstig voor het verkrijgen en 9 verhogen vain de isolerende werking. Een verder voordeel van de huid met een relatief grote dichtheid is dat daardoor een strak en glad oppervlak wordt verkregen dat het product een aangenaam uiterlijk bezorgt, prettig aanvoelt, eenvoudig uit 5 de matrijs verwijderbaar is, eenvoudig bedrukbaar is en bovendien hygiënisch is. Anders dan bij de bekende werkwijzen wordt derhalve een althans over de wanddikten gezien niet-homogene celstructuur verkregen.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een 10 werkwijze volgens de uitvinding voorts gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 3.

Gebruik van gerecyclede vezels, bijvoorbeeld papier-of dergelijke cellulosevezels biedt het voordeel dat een relatief goedkoop en milieuvriendelijk basismateriaal kan 15 worden gebruikt. Dergelijke gerecyclede vezels zijn relatief goedkoop en in ruime mate voorhanden. Bovendien kan een product verkregen volgens een dergelijke werkwijze, na gebruik in dezelfde afvalstroom worden opgenomen, en in dergelijke producten worden hergebruikt.

20 In nadere uitwerking wordt een werkwijze volgens de uitvinding voorts gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 4.

Door gebruik te maken van vezels afkomstig van eenjarige gewassen, in het bijzonder door enkel vezels te 25 gebruiken die bij voorkeur afkomstig zijn van eenjarige gewassen en/of uit recycling, wordt het voordeel bereikt dat op bijzonder milieuvriendelijke wijze producten kunnen worden vervaardigd. Gebruik van vezels van eenjarige gewassen verdient de voorkeur boven vezels uit bijvoorbeeld 30 bomen, omdat deze eenjarige gewassen snel vervangbaar zijn, relatief goedkoop en eenvoudig voor handen zijn. Bovendien wordt door gebruik van éénjarige gewassen de diversificatie in de landbouw gestimuleerd. Met name houtkap is hiervoor niet noodzakelijk. Voorts leveren éénjarige gewassen 35 relatief lange vezels. Deze hebben bij gebruik het voordeel dat de flexibiliteit van de verkregen producten daardoor \ q0 41 3® 10 aanmerkelijk wordt verhoogd. De vezels fungeren als een soort wapening.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens 5 conclusie 5.

Door coating van althans een gedeelte van de bij de werkwijze te gebruiken vezels wordt waterabsorbtie door de vezels tot een minimum, althans een gunstige lage waarde beperkt. Hierdoor wordt verdikking van de massa beperkt of 10 tegengegaan waardoor de verwerking eenvoudig mogelijk blijft, ook bij relatief lange vloeiwegen. Bovendien wordt het bakproces daardoor versneld doordat minder water hoeft te worden verdampt, hetgeen tevens energetisch gunstig is. Bovendien maakt de coating het op bijzonder eenvoudige wijze 15 mogelijk additieven aan de massa toe te voegen. De coating kan bijvoorbeeld bestaan uit middelen ter verkrijging van een betere hechting tussen de vezels en bijvoorbeeld het zetmeel waaruit de cellen worden geblazen. Bovendien kan de coating bijvoorbeeld een blaasmiddel, kleurmiddelen, natuur-20 lijke schimmelwerende middelen, smaak- en/of geurstoffen en dergelijke bevatten.

In nadere uitwerking wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 6.

25 Toevoeging van ten minste 0,5% en bij voorkeur tussen 2% en 25% vezels biedt het voordeel dat de massa relatief eenvoudig en op geschikte wijze in de matrijs te brengen is en tot een goede verdeling daarvan in de matrijs voeren, terwijl de voomoemde voordelen worden bereikt. In 30 het bijzonder bij toevoeging van 4% tot 15% vezels worden bijzonder gunstige resultaten bereikt.

Voorts wordt een voordelige uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 7.

35 Toevoeging van 15% tot 75% droge stof in de massa, en meer voordelig tussen de 20% en 60% droge stof levert voordelige resultaten op. Een aldus uitgevoerde massa heeft 1004138 11 in de uitgangstoestand, dat wil zeggen bij een temperatuur die onder de verstijfselingstemperatuur ligt goede vloei-eigenschappen, terwijl daarmee producten worden verkregen met de bovengenoemde gunstige eigenschappen. In het 5 bijzonder bij gebruik van een massa met daarin tussen 30% en 50% droge stof worden bijzondere gunstige resultaten bereikt.

De genoemde percentages zijn steeds genoemd voor gebruikte suspensies, niet voor eventueel voorgeschuimde 10 massa. De daarin aanwezige percentages kunnen eenvoudig uit deze samenstellingen worden herleid.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 8.

15 Door de producten volgens de uitvinding op te bouwen uit schaal- of plaatdelen met elk ten minste één ten opzichte van de andere afmetingen geringe dikte kunnen althans qua buitenmaten volumineuze producten worden vervaardigd die tijdens de bereiding toch overal zoveel warmte toegevoerd 20 kunnen krijgen dat de gewenste mate van verknoping optreedt. Zo kunnen schaalvormige producten worden vervaardigd maar ook blokvormige producten met bijvoorbeeld een uitsparing waarin een te verpakken product geheel of gedeeltelijk kan worden opgenomen, en kunnen vulblokken voor bijvoorbeeld 25 verpakkingen worden vervaardigd. Ook kunnen, bijvoorbeeld door extrusie, bijvoorbeeld holle of gevinde profielen worden vervaardigd. Voordeel van de relatief dunne plaatdelen is verder dat daardoor een relatief grote flexibiliteit wordt verkregen terwijl de producten wel de gewenste 30 sterkte-eigenschappen en volumina behouden.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 9.

Door gebruik te maken van een onder de verstijfse-35 lingstemperatuur, bij voorkeur bij kamertemperatuur vloeibaar beslag kan op eenvoudige wijze aanvoer van het beslag worden gerealiseerd, bijvoorbeeld via leidingen en 1P 04138 12 met behulp van eenvoudige pompmiddelen. Bovendien kan een voorraad van het beslag vooraf reeds worden bereid en vanuit een opslagvat direct worden aangevoerd naar een bewerkings-inrichting. De vloeibaarheid van het beslag biedt daarbij 5 het voordeel dat de vloeiwegen in de matrijs bijzonder lang kunnen zijn. Het water in het beslag fungeert als blaas-middel en biedt bovendien bij het verdampen uit de matrijs ruimte voor het expanderen van de cellen.

Het beslag bestaat bij voorkeur geheel uit bestand-10 delen, afkomstig van vervangbare bronnen (renewable resources), in het bijzonder in de vorm van een suspensie. Daardoor blijven goede vloei-eigenschappen van het beslag behouden en kan ruw uitgangsmateriaal zoals zetmeel worden gebruikt, bijvoorbeeld aardappelzetmeel of tapioca.

15 Bovendien kan een dergelijke suspensie eenvoudig worden bewaard, althans beter dan een reeds verstijfseld mengsel.

Als geschikte natuurlijke polymeren worden genoemd natief zetmeel, bijvoorbeeld aardappelzetmeel, maïszetmeel, tarwezetmeel, waxy-maiszetmeel, tapiocazetmeel, erwtenzet-20 meel, hoog-amylose zetmeel of rijstzetmeel. Bij voorkeur wordt echter aardappelzetmeel gebruikt met een amylopectine-gehalte tussen 75% en 100%. Ook kunnen zetmeelderivaten worden toegepast, bijvoorbeeld zetmeel dat door verethering, verestering, zure hydrolyse, oxydatie, verknoping en/of de 25 inwerking van enzymen is gemodificeerd.

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 12 of 13.

Het gebruik van relatief droog, eventueel enigszins 30 voorgeschuimd uitgangsmateriaal biedt het voordeel dat in de matrijs relatief weinig water of ander vocht hoeft te verdampen, hetgeen aanmerkelijke energetische voordelen heeft, te meer daar de massa slechts in de matrijs verhit hoeft te worden, niet in het voortraject. De massa kan 35 bijvoorbeeld bestaan uit granulaat, in het bijzonder min of meer sferische deeltjes met een ten opzichte van de doorlaat-openingen naar en in de matrijs kleine tot zeer 1 pΛ m 8 13 kleine afmetingen. Dit granulaat kan daarbij een blaasmiddel bevatten, bijvoorbeeld in de vorm van water of eenvoudig bij verhitting vrijkomende en/of verdampende blaasmiddelen zoals bicarbonaten, die door ontleding bij verhoogde temperatuur 5 voor gasontwikkeling zorgen.

Als uitgangsmaterialen kunnen bijvoorbeeld de met betrekking tot het beslag genoemde natuurlijke polymeren worden toegepast.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een 10 werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat als matrijs een spuitgietmatrijs wordt gebruikt.

Door bij een werkwijze volgens de uitvinding gebruik te maken van een spuitgietmatrijs kunnen producten worden vervaardigd met zowel regelmatige als onregelmatige vormen 15 die maatvast zijn en wisselende wanddikten kunnen hebben. Producten die op deze wijze worden vervaardigd kunnen bijvoorbeeld worden toegepast als plaat- en schaaldelen, bakjes en dozen en dergelijke schaalvormige verpakkingen, als vulmateriaal voor bijvoorbeeld het verpakken van producten 20 in dozen en dergelijke en als constructie- of bouwdeel. Eén van de belangrijke voordelen die met deze werkwijze kunnen worden bereikt is dat een grotere vormvrijheid wordt verkregen dan bij gebruik van degelstellen. De producten kunnen zowel lossend als niet-lossend worden vervaardigd, 25 aangezien eenvoudig van deelbare kernen en dergelijke gebruik kan worden gemaakt. Daardoor kunnen bijvoorbeeld ook ondersnijdingen worden meegevormd. Bovendien kunnen grotere hoogteverschillen in het product worden opgenomen, doordat de vloeiweg langer kan zijn en de zwaartekracht geen, 30 althans geen noemenswaardige invloed heeft op de verdeling van de massa.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat een extrusie-matrijs wordt toegepast.

35 Bij gebruik van een extrusiematrijs bij een werkwijze volgens de uitvinding kunnen op eenvoudige wijze profielen en dergelijke worden vervaardigd met de genoemde 14 voordelen van de verknoopte structuur van de natuurlijke polymeren. Doordat de massa in koude, bij voorkeur vloeiende vorm wordt aangevoerd is de bereiding daarvan bijzonder eenvoudig en kunnen producten met de gewenste eigenschappen 5 in in hoofdzaak één bewerkingsgang worden vervaardigd. Op deze wijze kunnen bijvoorbeeld platen en profielen worden geëxtrudeerd die in grote lengten kunnen worden gebruikt of kunnen worden opgedeeld en bijvoorbeeld worden toegepast als los vulmateriaal bij verpakking van producten in dozen, 10 kisten, zakken als sierdelen, als constructie-element en als bouwdeel en dergelijke. Onder extrusie en het gebruik van een extrusiematrijs dient in deze in het bijzonder te worden begrepen het onder druk door een relatief kleine opening persen van een vormmassa, waarbij de opening in hoofdzaak 15 ten minste één doorsnede van het product bepaalt. De persdruk kan bijvoorbeeld met een pomp of een plunjer worden opgewekt.

Producten die worden vervaardigd met een werkwijze volgens de uitvinding kunnen in algemene zin licht worden 20 uitgevoerd ten opzichte van hun volume, hebben voldoende sterkte en elasticiteit en zijn goed bestand tegen verschillende omstandigheden, in het bijzonder bij toepassing van een "huid" met een relatief hoge dichtheid en een kern met een relatief lage dichtheid.

25 Bij de vervaardiging van de producten volgens de uitvinding vindt gasvorming door verdamping van water of onder invloed van blaasmiddelen zodanig snel plaats dat het schuimen optreedt gelijktijdig met of bij voorkeur voordat het verstijfselen optreedt. Bij verhoogde druk en/of 30 temperatuur wordt dit effect bereikt, terwijl tevens meer vast materiaal als celwand wordt "samengeperst". Hierdoor ontstaan zowel een kern die is opgebouwd uit grote cellen met stevige celwanden, als huidlagen met een hogere verdichting van stevige kleine cellen.

35 Daarnaast kan er nog een aantal andere voorwaarden zijn waaraan moet zijn voldaan om het gewenste resultaat te verkrijgen.

1 o 0 A1 3 B

15

De colloidale deeltjes en bijbehorende omstandigheden moeten aan eisen voldoen om te zorgen voor de schuimvorming waarvoor onder andere bepaalde lading en oppervlaktespanningen nodig zijn, in samenhang met een in-5 en uitwendige druk in de schuimbellen.

De vulling van de vormholte moet binnen zeer korte tijd volledig zijn, waaruit eisen volgen voor de "vloei eigenschappen en de stuwkracht: gedurende deze korte periode moeten de "vloei"-eigenschappen voldoende groot blijven om 10 volledige vulling te garanderen, terwijl de drijvende kracht, het drijfgas of "schuim”gas, in voldoende mate aanwezig moet blijven om de (steeds moeizamer te bewegen) massa voort te bewegen. Onder vloei dient in deze begrepen te worden zowel het stromen van een vloeistof, zoals het 15 vloeibare beslag, als het stromen van een granulaatachtige, relatief droge stof zoals kleine rollende en schuivende korreltjes of poeder, al dan niet in enigszins voorgeschuimde vorm.

De lengte van de vloeiweg is derhalve ten minste 20 afhankelijk van de vloeibaarheid van het uitgangsmateriaal en zal bij gelijke omstandigheden voor een vloeistof of suspensie groter zijn dan voor granulaat. Bovendien zal de lengte van de vloeiweg positief worden beïnvloed door een groter verschil tussen de lage aanvoertemperatuur en de 25 temperatuur van de matrijs tijdens het bakken. Verrassenderwijs is gebleken dat bij toevoeging van vezels, in het bijzonder natuurlijke vezels aan een massa voor gebruik bij een werkwijze volgens de uitvinding de vloei-eigenschappen niet negatief, althans in slechts zeer geringe mate 30 beïnvloeden, met name bij relatief korte tot middellange vezels. Te gebruiken vezels zullen gemiddeld een lengte hebben van tussen 0,5 en 10 mm, maximaal een lengte van ongeveer 130 mm, en gemiddelde diameters tussen 1 en 100 μιη. De vezels kunnen zowel vertakt als onvertakt zijn, open of 35 nog gesloten, waarbij zij lignine kunnen bevatten, en kunnen vezelfibrillen omvatten. Korte vezels hebben een lengte van minder dan 1 mm, lange vezels een lengte van meer dan 4 mm, 1004'00 16 middellange vezels hebben een lengte tussen 1 en 4 mm. De vezelverdeling in de matrijs, en daarmee in elk vervaardigd product kan daardoor, indien gewenst, uniform worden verkregen, zodat de producteigenschappen regelmatig zijn 5 verkregen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op inrichtingen, geschikt voor gebruik bij een werkwijze volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een 10 verpakking, voorzien van een omverpakking en een binnenver-pakking, gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 18.

Een dergelijke verpakking heeft het voordeel dat deze kan worden beschouwd als een zogenaamde mono-15 materiaalverpakking, zodat de verpakking in zijn geheel in eenzelfde afvalstroom, in het bijzonder een papier- en kartonafval- c.q. recyclestroom kan worden opgenomen. Dit heeft zowel voor fabrikanten als voor gebruikers het voordeel dat slechts een geringe milieubelasting optreedt, 20 terwijl de gebruiker de verpakking niet hoeft te scheiden en gescheiden hoeft aan te bieden, terwijl de fabrikant niet wordt gedwongen de gescheiden verpakkingsdelen terug te nemen en/of een relatief hoge vergoeding hoeft te betalen voor de uiteindelijke verwerking van de verpakking. De 25 vezels in het product, vervaardigd volgens de uitvinding, bieden het voordeel dat het een papier- of kartonachtig uiterlijk heeft, zodat het voor de consument direct duidelijk zal zijn dat deze verpakking in een papier-afvalstroom kan worden opgenomen. Gezien de vulling van de 30 matrijs kunnen bovendien eenvoudig in reliëf aanwijzingen zoals benamingen en recyclesymbolen in het product worden opgenomen. Door de dichte huid is bedrukking daarvan uitstekend mogelijk.

Nadere voordelige uitvoeringsvormen van werkwijzen, 35 inrichtingen, en producten volgens de uitvinding zijn weergegeven in de volgconclusies.

1 0 0 41 ?« 17

De uitvinding heeft bovendien betrekking op producten, vervaardigd met een werkwijze en/of in een inrichting volgens de uitvinding.

Producten vervaardigd volgens de uitvinding kunnen 5 worden beschouwd als papier-achtige producten.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen uitvoe-ringsvoorbeelden, onder verwijzing naar de tekening, worden beschreven.

Fig. 1 toont een product, in het bijzonder een 10 vulblok, vervaardigd door spuitgieten, in perspectivisch aanzicht met weggebroken gedeelte;

Fig. la toont in vergrote schaal tweemaal een doorsnede van een wand van een product volgens figuur 1.

Fig. 2 toont schematisch in doorsnede-aanzicht een 15 spuitgietinrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2a toont in uitvergroting een gedeelte van een matrijs, met vormholte, in doorgesneden aanzicht;

Fig. 3 toont een product, in het bijzonder een binnenschaal en een opbergdoos, vervaardigd door 20 spuitgieten, in dwarsdoorsnede;

Fig. 4 toont een product, vervaardigd door extrusie, in perspectivisch aanzicht; en

Fig. 5 toont schematisch in doorsnede-aanzicht een extrusie-inrichting volgens de uitvinding.

25 Het in fig. 1 getoonde product is een vulblok 1, bijvoorbeeld geschikt voor het passend opsluiten van een behuizing van een computer C in een doos D. De computer C en de doos D zijn in onderbroken lijnen schematisch weergegeven en slechts als voorbeeld genoemd. Het vulblok 1 bestaat uit 30 een lijf 2 en een aantal zich vanaf het lijf 2 naar onder uitstrekkende eerste 3 en tweede ribben 4. De eerste 3 en tweede ribben 4 strekken zich ongeveer haaks op elkaar uit. Tussen twee eerste ribben 3, twee tweede ribben 4 en het lijf 2 wordt steeds een holte 5 met een ongeveer recht-35 hoekige doorsnede ingesloten. De omschrijvende buitenmaten (Lengte L, Breedte B en Hoogte H) van het vulblok 1 zijn groot ten opzichte van de hoeveelheid gebruikt materiaal, en 1 r Π ' " ^ o 18 dus van het gewicht, vergeleken met een vergelijkbaar massief blok van hetzelfde materiaal en zeker ten aanzien van een vergelijkbaar blok vervaardigd uit papierpulp of dergelijk materiaal, hetgeen nagenoeg massief zal dienen te 5 worden uitgevoerd.

De eerste ribben 3 hebben een eerste deel 6 dat relatief hoog is ten opzichte van een tweede deel 7 daarvan. De tweede ribben 4 hebben eveneens een eerste deel 8 dat relatief hoog is ten opzichte van het tweede deel 9 daarvan. 10 De relatief hoge delen 6, 8 liggen bij elkaar, evenals de relatief lage delen 7, 9. De lage delen 7, 9 bepalen daardoor een imaginair bodemvlak 10. De zich ongeveer verticaal uitstrekkende overgangsdelen 11 tussen de hoge delen 6 respectievelijk 8 en de lage delen 7 respectievelijk 9 15 bepalen twee imaginaire wandvlakken 12 die een hoek met elkaar en met het bodemvlak 10 insluiten. Door het bodemvlak 10 en de wandvlakken 12 wordt een imaginaire ruimte bepaald waarin bijvoorbeeld een hoek van de computer C kan worden opgenomen.

20 Bij opname van de computer C in een doos D wordt het vulblok 1 passend tussen de computer C en drie wandpanelen van de doos D opgenomen. Bij voorkeur worden op meerdere plaatsen dergelijke of vergelijkbare, geschikt gevormde vulblokken 1 ingepast tussen de computer C en de doos D, 25 waardoor verschuiving van de computer C wordt verhinderd en bovendien een schokabsorberend vermogen wordt verkregen, zodat beschadiging wordt vermeden. Overigens kunnen de ribben in allerlei standen en posities ten opzichte van elkaar en van het lijf 2 worden geplaatst, en kunnen meer of 30 minder (groepen) ribben worden toegepast. Zo kan bijvoorbeeld ook het lijf aan de naar het in te passen product worden aangebracht, waardoor een groter contactvlak tussen product en vulblok wordt verkregen. Bovendien kunnen holten 5 naar verschilende richtingen open zijn, of kunnen althans 35 plaatselijk alle of enkele ribben zich slechts in één richting uitstrekken en bijvoorbeeld een meanderende, sinusvormige of anderszins gebogen vorm hebben. Voorts kunnen 1004138 19 openingen en uitsparingen in de ribben en/of in het lijf zijn opgenomen. Deze en vele aanpassingen worden geacht binnen het raam van de uitvinding te vallen.

Het vulblok 1 volgens fig. 1 is bij voorkeur 5 vervaardigd door spuitgieten in een matrijs zoals nog nader zal worden beschreven. De vervaardiging van het vulblok 1 zal worden beschreven uitgaande van een beslag S dat ten minste natuurlijke polymeren omvat. Het beslag is bij voorkeur een oplossing of suspensie, en in het bijzonder een 10 suspensie van zetmeel of één of meer dergelijke natuurlijke polymeren en vezels, in het bijzonder vezels van éénjarige gewassen en/of gerecyclede vezels, bijvoorbeeld cellulose uit papier, karton of houtafval in water. Zoals nog nader zal worden beschreven kan ook worden uitgegaan van relatief 15 droog uitgangsmateriaal, bijvoorbeeld granulaat, en kunnen ook andere samenstellingen worden toegepast. Een keuze voor een beslag of bijvoorbeeld granulaat kan bijvoorbeeld worden gemaakt afhankelijk van de gewenste aanvoermiddelen, gewenst energieverbruik, vloeiwegen in de matrijs en in het aanvoer-20 traject, beschikbaarheid van uitgangsmaterialen en dergelijke. In deze beschrijving wordt met "verstijfselen" bedoeld een verandering van een natuurlijke polymeer vanuit een enigszins of geheel losse korrel- of vergelijkbare granulaatvorm in een al dan niet droge en/of geschuimde 25 samenhangende vorm, waarin gestrekte polymeren aanwezig zijn. Dat wil zeggen dat een overgang optreedt vanuit een vaste stof, een colloidale oplossing of suspensie naar een meer homogene fluïde massa.

Het beslag is bij kamertemperatuur en enigszins 30 daarboven, althans onder de verstijfselingstemperatuur van de polymeren of althans het merendeel daarvan vloeibaar, waardoor het eenvoudig te verwerken is. Immers, de suspensie heeft een goed vloeigedrag en kan eenvoudig worden verpompt. Dit biedt het bijkomende voordeel dat de polymeren tijdens 35 het aanvoeren niet worden beschadigd door bijvoorbeeld een extrusie-persschroef. Bovendien kan een dergelijke suspensie eenvoudig worden vervaardigd en bewaard. Verrassenderwijs is 1004138 20 gebleken dat het vloeigedrag niet nadelig wordt beïnvloed door de vezels, met name niet indien deze een lengte hebben van tussen 0,05 mm en 130 mm, in het bijzonder tussen 0,5 mm en 20 mm. Bijzonder voordelig zijn vezels met een lengte 5 tussen 1 mm en 5 mm. De diameter van de vezels ligt bij voorkeur tussen 0,5 [lm en 100 μιη, meer in het bijzonder tussen 1 en 50 μιη. Bijzonder voordelig zijn vezels met een diameter van tussen 10 μιη en 40 μιη. Als vezels zijn geschikt bijvoorbeeld hout-, stro-, gras-, rotan-, riet-, bamboo-, 10 jute-, hennep-, bast-, blad-, zaadvezels, maar ook andere vezels zoals koolzaadvezels of dergelijke. Deze voorbeelden dienen niet beperkend te worden uitgelegd. Een verder voordeel is dat zetmeel een eenvoudig te verkrijgen, goedkoop en in overvloed aanwezige grondstof is die bovendien, einders 15 dan bijvoorbeeld op aardolie en dergelijke gebaseerde producten, steeds weer wordt aangevuld (renewable resources). Hetzelfde geldt voor de gebruikte, natuurlijke vezels. Het water dient bij lage temperaturen als oplos- of suspendeer-middel en als vloeimiddel en bij sterke verhitting als 20 blaasmiddel. Aan de suspensie kunnen naar behoefte nog additieven worden toegevoegd, zoals bijvoorbeeld emulgatoren, vloeimiddelen, andere blaasmiddelen en kleur-, geur- en smaakstoffen. Daarenboven kunnen ook in de papierindustrie gebruikelijke ingrediënten worden toegevoegd, 25 zoals harslijmen, natuurlijke en chemische retentiemiddelen, biocides (schimmel en bacterieremmers), anti-schuimmiddelen, paraffine emulsies en dergelijke. Eventueel kunnen bijvoorbeeld thermoplastische kunststoffen in relatief geringe hoeveelheden worden toegevoegd, bijvoorbeeld voor 30 een nog verdere verbetering van de sterkte-eigenschappen of voor een nog verdere verbetering van de weerstand tegen vocht en temperatuurinvloeden of tegen slijtage.

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt uitgegaan van een in hoofdzaak droge, granulaatvormige massa M welke 35 nog nader zal worden toegelicht.

In fig. 2 is schematisch een spuitgietinrichting weergegeven voor gebruik bij een werkwijze volgens de r*y 'N 1 21 uitvinding, te zamen met een matrijs, geschikt voor de vervaardiging van een product volgens fig. 1.

De spuitgietinrichting 20 omvat een aanvoerinrich-ting 21 voor een beslag S, een spuitneus 22 en een matrijs 5 23. De aanvoerinrichting 21 omvat een cilindervormige wand 24 met een daarin passend beweegbare plunjer 25. Aan een eerste einde sluit de cilindervormige wand 24 aan op de spuitneus 22, en op afstand van de spuitneus 22 is een aanvoeropening 26 in de wand 24 opgenomen waarop een 10 aanvoerleiding 27 voor beslag is aangesloten. Het beslag S wordt bijvoorbeeld vanuit een voorraadvat 28 met behulp van een pomp 29 aangevoerd.

De spuitneus 22 bestaat in het getoonde uitvoerings-voorbeeld uit een conisch gevormd, in van de wand 24 15 afgekeerde richting toelopend eerste deel 30 en een daarop aansluitend tweede deel 31 met cirkelvormige doorsnede, welk tweede deel 31 ten opzichte van de cilindervormige wand 24 nauw is. Het tweede deel 31 sluit via een thermisch scheidend verbindingsstuk 32 aan op een aanspuitopening 33 20 van de matrijs 23. Voorts zijn in de tekening niet specifiek getoonde middelen opgenomen voor het afsluiten van de aanvoeropening 33, na het invoeren in de matrijs van een geschikte hoeveelheid beslag. Deze middelen kunnen bijvoorbeeld deel uitmaken van de plunjer 25 of worden gevormd door 25 klepmiddelen of dergelijke. Daarbij dient door deze middelen de thermische scheiding tussen de aanvoermiddelen en de matrijs c.q. het of elk daarin te vormen product te worden behouden.

In de matrijs 23 is een aantal vozmholten 34 aan-30 gebracht, die nog nader zullen worden beschreven en waarvan een tweetal is weergegeven. Verschillende aantallen vorm-holten kunnen zijn aangebracht die identiek of verschillend zijn. De vormholten 34 zijn via spuitkanalen 35 verbonden met de aanspuitopening 33 (fig. 2a). Op de of elke vormholte 35 34 sluit op afstand van de uitmonding 36 van het betreffende spuitkanaal 35 in de vormholte 34 één of meer ontluchtings-kanalen 37 aan die in verbinding staan met de omgeving. Deze 1004138 22 verbinding is bij voorkeur vrij, maar kan ook afsluitbaar zijn, bijvoorbeeld door een overdrukventiel. De matrijs 23 is op geschikte wijze deelbaar over een vlak V dat de of elke vormholte doorsnijdt, zodanig dat in de of elke 5 vormholte gevormde producten eenvoudig daaruit verwijderd kunnen worden. Voorts kunnen voor de of elke vormholte 34 uitneem- of uitstootmiddelen 38 zijn voorzien voor het wegdrukken van de gevormde producten.

Rond de cilindrische wand 24 zijn middelen 39 10 opgenomen voor het koelen van het beslag S. Koelen dient in deze te worden begrepen als op een temperatuur houden die onder de temperatuur ligt waarbij verstijfseling van de natuurlijke polymeren in het beslag optreedt. Deze koel-middelen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit koelmiddel voerende 15 leidingen 39. Rond de spuitneus 22 zijn eveneens dergelijke koelmiddelen 39' aangebracht. De matrijs 23 wordt geheel en/of plaatselijk verwarmd met behulp van daarin opgenomen verwarmingsmiddelen 40. Het thermisch scheidende verbindingsstuk 32 draagt bij aan een thermische ontkoppeling 20 tussen de aanvoerinrichting 21 en de matrijs 23. Door koeling van het gedeelte 21, 22 van de inrichting voorliggend op de matrijs 23 wordt verhinderd dat reeds in de aanvoerinrichting verstijfseling, verknoping of chemische verandering optreedt in de suspensie, waardoor met name de 25 vloeieigenschappen daarvan nadelig zouden worden beïnvloed.

De matrijs 23, waarvan in fig. 2a in uitvergroting een gedeelte met een vormholte 34 is weergegeven, bevat verschillende verwarmingsmiddelen 40. De vormholte 34 wordt in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld bepaald door een aantal 30 gleufvormige, elkaar ongeveer haaks snijdende uitsparingen 41 in een eerste deel 42 vein de matrijs 23, en een bakvormige uitholling 43 in een tegen het eerste deel 42 vein de matrijs beweegbaar tweede deel 44. De diepte van de uitholling 43 is klein ten opzichte van de breedte en lengte 35 daarvan, de breedte van de uitsparingen 41 is klein ten opzichte van de diepte en lengte daarvan. Bij sluiting van het eerste deel 42 tegen het tweede deel 44 wordt door de 1 0 0 4 1 3 8 23 vormholte een ruimte bepaald die overeenkomt met de vorm van het product volgens fig. 1.

In de tussen de uitsparingen 41 gevormde nokken 45 is telkens een verwarmingselement 46 opgenomen, bijvoorbeeld 5 een electrisch verwarmingselement. Overigens kunnen de matrijsdelen ook indirect worden verwarmd. Aan de van het deelvlak V afgekeerde zijde van de uitholling 43 zijn eveneens verwarmingselementen 46 opgenomen. De temperatuur van de verschillende verwarmingselementen is bij voorkeur 10 individueel regelbaar, maar verschillende of alle verwarmingselementen kunnen ook gekoppeld zijn. Bovendien kan de matrijs vanaf één of meer zijden van buiten af worden verwarmd, bijvoorbeeld electrisch of door stoom- of gasbranders. Door de verwarmingselementen 46 en eventuele 15 andere middelen kan de temperatuur van de matrijs zodanig worden opgevoerd en geregeld dat in de vormholte 34 tijdens gebruik naar behoefte telkens en overal de gewenste hoge baktemperatuur wordt bereikt en in stand gehouden.

De spuitgietinrichting volgens fig. 2, 2a kan als 20 volgt worden gebruikt.

De matrijsdelen 42, 44 worden tegen elkaar gesloten en de eventuele uitstootmiddelen 38 worden in de achterste positie gebracht, buiten de vormholte of vormholten 34. De plunjer 25 wordt in de van de spuitneus 22 afgekeerde 25 richting bewogen tot voorbij de aanvoeropening. Daardoor komt de invoeropening 26 vrij en wordt de binnenruimte van de aanvoerinrichting 21 en de spuitneus 22 gevuld met beslag S. De koelmiddelen 39, 39' en de verwarmingsmiddelen 40, 46 worden ingeschakeld, zodanig dat de verschillende delen op 30 de gewenste temperatuur worden gebracht en gehouden. Daartoe kan de temperatuur constant worden gehouden of gedurende de bak- en/of afkoeltijd worden gevarieerd. De plunjer 25 wordt over een korte afstand voorwaarts bewogen, waardoor een hoeveelheid beslag in de matrijs in de vormholten 34 wordt 35 geperst onder hoge druk, waarna de aanvoeropening 33 wordt afgesloten, onder een geschikte thermische scheiding. In de vormholten 34 wordt het beslag op temperatuur gebracht, bij- 24 voorbeeld tussen 150°C en 350°C en gedurende een "baktijd" van bijvoorbeeld 2 minuten op die temperatuur gehouden. Daardoor treedt verstijfseling en vervolgens verknoping van de (natuurlijke) polymeren op en binding met de vezels.

5 Bovendien verdampen het sterk verhitte water en/of andere vloeistoffen uit het beslag, waarbij blaasvorming optreedt. In het beslag worden bellen gevormd die deels worden ingekapseld door de verknoopte structuur. Hierdoor ontstaat een schuimvormige structuur. Deze kan nog worden versterkt 10 door toevoeging van extra blaasmiddel. Teneinde nagenoeg al het verdampende vocht uit de matrijs te laten ontsnappen is een voldoende groot aantal ontluchtingsopeningen aangebracht. Na de baktijd wordt de matrijs 23 geopend in twee of meer delen en worden de producten uit de vormholten 34 15 genomen of gedrukt met behulp van de uitstoters 38.

Bij verhitting van de suspensie tot een temperatuur boven de verstijfselingstemperatuur, en ten minste boven de gas- of dampvormingstemperatuur van het of een blaasmiddel treedt binnen de suspensie verstijfseling op van de 20 polymeren en bovendien blaasvorming als gevolg van verdamping van het water. Bij zetmeel ligt de verstijfselingstemperatuur bijvoorbeeld tussen de 54 - 65°C. Bij verdere verhitting van de suspensie, treedt verknoping op van de polymeren waardoor een stevige, relatief dichte 25 structuur ontstaat rond cellen die ontstaan door het verdampen van het water en eventuele andere blaasmiddelen en rond de vezels die zich binnen de wand van het product uitstrekken.

Het gespuitgiette product heeft een althans in 30 hoofdzaak gesloten huid 13 van gesloten cellen en een schuimvormige kern 14 die open cellen 15 omvat waartussen en waar doorheen zich vezels met ten opzichte van de cellen relatief grote lengte uitstrekken. In fig. la is op vergrootte schaal een dwarsdoorsnede door één van de ribben 35 3 weergegeven in zeer schematische weergave. De gesloten huid 13 zorgt voor een goede weerstand tegen invloeden van buiten af, zoals bijvoorbeeld vocht en temperatuur, terwijl 25 de kern 14 zorgt voor onder andere een groot volume bij een relatief gering gewicht en voor goede veerkracht. Voorts heeft de huid 13 een stijfheid en sterkte verhogend effect. De wanden 14' hebben als gevolg van het bakken een stevig 5 skelet.

De vezels 16 strekken zich relatief willekeurig georiënteerd binnen de wand van het product uit, waarbij als gevolg van het vloeigedrag tijdens het vullen van de matrijs een voorkeur optreedt voor oriëntatie ongeveer evenwijdig 10 aan de huid 13 en langs de celwanden. Elke vezel 16 is derhalve in contact met een serie cellen in de huid 13 en/of de kern 14. Daardoor krijgt de wand een relatief hoge buigen treksterkte. Bovendien kan de wand bij overbelasting scheuren zonder dat daarbij direct breuk optreedt. Dat wil 15 zeggen dat bij overbelasting de verschillende delen van het product met elkaar verbonden blijven, zodat geen versnippering optreedt. Dit voorkomt grote hoeveelheden losse, kleine afvaldelen. Het product kan desondanks wel eenvoudig worden verkleind door platdrukken, zodat het 20 product als afval relatief weinig plaats inneemt.

De vezels 16 zijn steeds volledig omgeven door het beslag, althans de massa, zodat deze niet bloot in het oppervlak liggen, doch een deel van de vezels is in het oppervlak wel zichtbaar, waardoor het product een vezelig, 25 papier- of kartonachtig uiterlijk kan krijgen. Dit heeft als voordeel dat voor de gebruiker duidelijk is dat het product na gebruik als ware het oud papier in een papier-recyclestroom kan worden opgenomen hetgeen de voorkeur verdient vanuit milieutechnisch oogpunt. Indien gewenst kan 30 dit, bijvoorbeeld door coating van de vezels, worden versterkt of juist worden tegengegaan.

De huid is maatvast, hetgeen bijvoorbeeld bedrukking mogelijk maakt, evenals het aanbrengen van reliëf met behulp van de of elke matrijsholte.

35 Zolang de huid 13 gesloten blijft wordt vochtopname door het product afdoende verhinderd of althans in hoge mate vertraagd. Door een geschikte keuze van de ingrediënten, de 100 41 38 26 temperatuur- en de drukopbouw in de matrijsholte kunnen de eigenschappen van het product worden beïnvloed, bijvoorbeeld doordat de huid 13 dikker of dunner is ten opzichte van de kern 14 en doordat de kern 14 en de huid 13 meer of minder 5 verknoopt ("doorbakken") zijn. Door variatie van de temperatuur in de tijd en/of in de verschillende delen van de matrijs, en in het bijzonder door verandering van de temperaturen van de verschillende schotten 45 kunnen de eigenschappen van de verschillende delen van het producten 10 worden veranderd, waardoor bijvoorbeeld de elasticiteit van de delen kan verschillen.

Anders dan bij de bekende werkwijze waarbij gebruik wordt gemaakt van degelstellen wordt bij spuitgieten eerst de vormholte gesloten en vervolgens pas het beslag in de 15 matrijs gebracht. Daardoor kan het totale volume van de vormholte groter zijn dan het volume van de afzonderlijke delen van de vormholte, opgenomen in respectievelijk het eerste 42 en tweede deel 44 van de matrijs. Immers, bij de bekende werkwijze dient het beslag in een komvormige holte 20 te worden gebracht en daarin gehouden tot de matrijs gesloten is. Bij het sluiten van de matrijs mag het beslag bovendien niet over de randen worden weggedrukt omdat het dan tussen de sluitvlakken stroomt en sluiting van de matrijs verhindert of althans bemoeilijkt. Het totale volume 25 van de gesloten vormholte dient bij de bekende werkwijze dus aanzienlijk kleiner te zijn dan het volume van de komvorm, waarbij bij aanvang in de komvorm ook nog alle vocht is opgenomen dat nadien verdampt. Voorts bestaat bij gebruik van degelstellen het gevaar dat door stilstand van de massa 30 in de openstaande matrijs ontmenging optreedt, met als resultaat dat de eigenschappen van het product zullen variëren en bovendien niet voor alle producten gelijk zullen zijn. Door de druk bij het inbrengen in de matrijs bij een werkwijze volgens de uitvinding wordt dit verhinderd, zodat 35 een constante verdeling wordt verkregen, met name ook vein de vezels, althans steeds de gewenste verdeling wordt verkregen.

1004138 27

In fig. 3 is in dwarsdoorsnede een binnenschaal 50 in een opbergdoos 51 getoond, in welke binnenschaal 50 bijvoorbeeld een huishoudelijk apparaat 52 kan worden opgeborgen. De binnenschaal 50 is schaalvormig, dat wil 5 zeggen althans grotendeels dunwandig en heeft een opneeniholte 53. Nabij de bovenranden 54 van de opneem-holte 53 is aan weerszijden een klexnnok 55 gesitueerd, die integraal is meegevormd en een ondersnijding 56 heeft waaronder het scheerapparaat 52, dat in onderbroken lijnen is 10 weergegeven, kan worden vastgedrukt. De binnenschaal is door spuitgieten gevormd, waarbij een deelbare kern is toegepast. Daardoor kunnen de klemnokken 55 worden meegespoten. De werkwijze volgens de uitvinding maakt derhalve ook het vervaardigen van niet lossende producten in één bewerkings-15 gang mogelijk, waardoor dergelijke producten bijzonder geschikt worden bijvoorbeeld als verpakkkingsmateriaal, opbergmateriaal en dergelijke, maar ook als vulmateriaal voor bijvoorbeeld sandwich-vormige constructiedelen, voor behuizingen en dergelijke.

20 De binnenschaal 50 en de opbergdoos 51, welke bijvoorbeeld als omverpakking uit karton is vervaardigd, kunnen te zamen in de papier-recyclestroom worden opgenomen, zodat de totale verpakking als monomateriaal verpakking kan worden beschouwd.

25 In fig. 4 is een vulproduct 60 getoond, in de vorm van een zogenaamd "loose fill material", een vulproduct 60 dat wordt gebruikt voor het schokabsorberend verpakken van producten in bijvoorbeeld dozen, kisten, kratten of dergelijke verpakkingen. Een groot aantal van de 30 vulproducten 60 wordt daartoe los in de tussenruimte tussen een te verpakken product (of producten) en de verpakking gestort, waarna de verpakking kan worden gesloten en bewegingen van het verpakte product binnen de verpakking worden verhinderd of althans schrokabsorberend worden 35 opgevangen. Daartoe is het "loose fill material" enigszins elastisch vervormbaar.

1 Π Π / } o o ^ u ** i ö 8 28

Het vulproduct 60 zoals getoond in fig. 4 omvat een ongeveer cilindrische kern 61 en een aantal zich vanaf de kern ongeveer radiaal uitstrekkende vinnen 62 die zich over de gehele lengte van de kern uitstrekken. De vinnen zijn 5 relatief dun ten opzichte van hun hoogte en lengte, waardoor deze enigszins buigslap zijn. De omtrek van het vulproduct 60, gemeten over de toppen van de vinnen 62 is grotendeels bepalend voor het volume dat daardoor wordt ingenomen, waardoor een gunstige verhouding wordt verkregen tussen volume 10 en gewicht.

De vulproducten volgens fig. 4 en dergelijke bijvoorbeeld over de lengte symmetrische producten kunnen worden gevormd door extrusie op een inrichting volgens fig.

5. De extrusie-inrichting omvat een aanvoerinrichting, 15 voorzien van middelen 80 voor het (semi)continu onder druk aanvoeren van beslag S of een granulaatvormige massa M, al dan niet enigszins voorgeschuimd, uit een voorraadvat naar een spuitneus 81, bijvoorbeeld met behulp van één of meer pompen. Op de spuitneus 81 sluit bij deze extrusie-inrich-20 ting een extrusiematrijs 63 aan die één of meer extrusie-openingen 64 omvat met een doorsnede die in hoofdzaak overeenkomt, althans gelijkvormig is met de dwarsdoorsnede van het te verkrijgen vulproduct. De aanvoerinrichting 80, en in het bijzonder de spuitneus 81 zijn voorzien van 25 koelmiddelen 82, bijvoorbeeld zoals beschreven in het voorgaande. De extrusiematrijs is voorzien van verwarmingsmiddelen 65 die zodanig zijn aangebracht dat ten minste in de extrusie-openingen de temperatuur nauwkeurig kan worden geregeld, bijvoorbeeld op 210° tot 255°C. Aan de van de 30 aanvoerinrichting 80 afgekeerde zijde van de extrusiematrijs 63 is een snij-inrichting 66 aangebracht waarmee geextrudeerde profielen bij het verlaten van de extrusie-openingen in korte stukken kunnen worden gesneden.

De inrichting volgens fig. 5 kan als volgt worden 35 gebruikt.

Vanuit de aanvoerinrichting 80 wordt een continue stroom beslag S of een granulaatvormige massa M in al dan 29 niet enigszins voorgeschuimde toestand via de spuitneus 81 aan de verhitte extrusie-matrijs 63 toegevoerd en door de of elke extrusie-opening 64 geperst. Het voorliggende deel van het beslag verstijfselt en verknoopt vervolgens, waarbij het 5 vocht uit het beslag verdampt en zorgt voor opschuimen van het product, eventueel te zamen met extra blaasmiddelen en andere additieven terwijl de vezels zich binnen de vinnen en de kern zullen uitstrekken, in hoofdzaak in de lengterichting van de kern en radiaal en in de 10 lengterichting in de vinnen. Daardoor zullen ook bij scheuring de vinnen niet van de kern loskomen. De vulproducten zijn met name door de vezels relatief sterk en veerkrachtig. De doorsnede van de of elke extrusie-opening 64 verwijdt zich in de extrusierichting bij voorkeur 15 enigszins, zodanig dat bij het opschuimen van het product bij het door de extrusie-opening voeren van het bakkende beslag S, de druk die op het vulproduct 60 wordt uitgeoefend voldoende is om de gewenste huid- en kemeigenschappen te verkrijgen, zonder dat de verknoopte structuur daarvan door 20 de extrusiematrijs wordt gebroken of anderszins beschadigd.

Als gevolg van de continue aanvoer van beslag wordt het "gebakken" deel van het geextrudeerde profiel vooruit gedrukt, zodanig dat het de betreffende extrusie-opening 64 verlaat. Aan de voorliggende zijde wordt steeds een deel van 25 het profiel afgesneden, waarbij het snijvlak wordt gedicht. Op deze wijze kan in een relatief hoog tempo tegen relatief lage kosten een grote hoeveelheid "loose fill material" worden vervaardigd uit een vloeibaar beslag of profielen in grote lengten, en kunnen bijvoorbeeld ook plaatvormig zijn. 30 Deze vulproducten zijn milieuvriendelijk.

Wanneer het beslag vloeibaar is, bij voorkeur in de vorm van een oplossing of suspensie, is vervaardiging, opslag, transport en dosering daarvan bijzonder eenvoudig en kan bij een werkwijze volgens de uitvinding gebruik worden 35 gemaakt van een eenvoudige inrichting waardoor deze werkwijzen relatief goedkoop zijn. Bovendien hoeven de natuurlijke polymeren in de meeste uitvoeringsvormen geen 30 dure voorbehandelingen te ondergaan alvorens te kunnen worden gebruikt. Zij hoeven slechts in het beslag te worden opgenomen.

In het voorgaande zijn werkwijzen en inrichtingen 5 beschreven voor het vervaardigen van producten met een geschuimde structuur met behulp van een spuitgiettechniek en een extrusietechniek. Daarbij is uitgegaan van een vloeibaar beslag, in het bijzonder een oplossing of suspensie. Het is, zoals aangegeven, echter ook mogelijk uit te gaan van een in 10 hoofdzaak droge massa, bestaande uit of althans omvattende bijvoorbeeld een granulaat. Dit kunnen bijvoorbeeld min of meer sferische deeltjes zijn met kleine afmetingen relatief ten opzichte van de openingen in de matrijzen en aanvoermiddelen. Deze deeltjes kunnen evenals een vloeistof 15 een zeker vloeigedrag vertonen waardoor deze onderdruk van de toevoermiddelen de matrijs kunnen vullen of daar doorheen kunnen worden vervoerd. De daarbij toegepaste vezels hebben zodanige afmetingen en vorm dat deze tezamen met de overige ingrediënten aggregaten van deeltjes kunnen vormen.

20 De deeltjes, die bijvoorbeeld water of een ander blaasmiddel in relatief geringe hoeveelheden kunnen bevatten, worden na inbreng in de matrijs verhit en zullen daardoor zwellen. Immers, het aanwezige blaasmiddel zal de deeltjes opblazen, net als bij de in de oplossing of 25 suspensie opgenomen deeltjes. De polymeren zullen ook bij een dergelijke uitgangsmassa tot een sterke verknoping en derhalve een stevige celwand van de geblazen cellen zorgen. De vezels zullen daarbij aan elkaar en aan het beslag hechten, onder vorming van één of meer netwerken. Ook bij 30 een dergelijke werkwijze geldt dat de matrijs als heet deel te zamen met de druk en het blaasmiddel tot een sterke verdichting van de buitenste delen van de wanden van het product, de zogenaamde huid, zal leiden terwijl de kern grotere cellen zal bevatten.

35 Doordat bij deze werkwijze minder vocht in de uitgangsmassa is opgenomen is daarvoor relatief weinig energie nodig doordat minder warmte nodig is voor de 1 0041 38 31 verdamping. Juist voor de vervaardiging van producten volgens de uitvinding, geschuimd papiervormig, is dit van bijzonder belang, gezien de milieu-voordelen die met dergelijke producten te behalen zijn. Mede als gevolg van 5 relatief goedkope grondstoffen en hoge productie snelheden die haalbaar zijn is daarmee een energiezuinig, milieuvriendelijk en economisch voordelige productiemethode verkregen voor producten die ook in het natraject, dat wil zeggen als afval weinig tot geen milieuproblemen geven.

10 Producten volgens de uitvinding zijn mede daarom practisch voor gebruik als verpakkingsmateriaal of constructiemateriaal, terwijl ze bovendien geen problemen geven met statische lading.

De papierachtige producten, vervaardigd volgens de 15 uitvinding hebben bijvoorbeeld een dichtheid van minder dan 1000 g/1 (gram per liter), meer in het bijzonder een dichtheid tussen 100 en 800 g/1. Ook andere dichtheden zijn evenwel mogelijk.

Bij gebruik van een granulaatvormige massa M treedt 20 uiteraard een ander vloeigedrag op dan bij gebruik van een beslag S. Bovendien is niet elk uitgangsmateriaal geschikt voor gebruik als of in granulaatvorm, althans niet op voordelige wijze. Bij gebruik van granulaat te zamen met vulmiddelen, of combinaties van granulaten is het bovendien 25 soms niet eenvoudig ontmenging tegen te gaan of een goede, constante menging te verkrijgen en/of te behouden.

Teneinde het uiterlijk van de producten te verbeteren kan een kleurstof aan het beslag worden toegevoegd . Daartoe kunnen de vezels bijvoorbeeld geheel of gedeeltelijk 30 worden gecoat. Ook kan een oppervlaktelaag worden gevormd, bijvoorbeeld door textuurverschillen of door variatie in temperatuur van de matrijs op verschillende posities over het oppervlak, waardoor plaatselijk veranderingen optreden in de huid als gevolg van verschillende bakcondities.

35 Uiteraard is het ook mogelijk na vervaardiging delen van het product van een deklaag, kleuring of bedrukking te voorzien.

1 0 C 4 ; 3 8 32

Bovendien kunnen bijvoorbeeld inserts in het product worden meegegoten.

Ter illustratie worden voorbeelden gegeven van werkwijzen volgens de uitvinding, welke geenszins beperkend 5 dienen te worden uitgelegd.

Voorbeeld 1

Uit 644 g leidingwater, 6 g polymethylwaterstof siloxane, en 10 50,5 g gerecyclede cellulose werd een oplossing bereid. De gerecirculeerde cellulose bestond gemiddeld voor 75% uit korte cellulose vezels en voor 20% uit vezelbinders. De overige delen waren diverse inerte vulstoffen. Deze grondstof werd in de vorm van een geselecteerde oud-15 papiersoort (krantenpapier) ingezet. Aan de oplossing werd onder continu roeren 251 g aardappelzetmeel (FoodGrade PotatoStarch, 80% droge stof (80% amylopectine, 20% amylose) en 20% water) toegevoegd en vervolgens 0,8 g xantaangom (Keltrol F), 0,9 g calciumhydroxyorthofosfaat, 17 g kanoline 20 (China Clay Spes), 20 g calciumcarbonaat, en 0,5 g zuurteregelaar (natriumdiwaterstoffosfaat) toegevoegd. Nadat alle componenten waren toegevoegd werd nog circa 10 minuten doorgeroerd. Door de zo verkregen suspensie werd 8,5 g hennepvezel (2-5 mm) en 0,8 g blaasmiddel (natrium-25 bicarbonaat) gemengd.

Nadat hiervan een vloeibaar beslag was geroerd, werd dit in een toevoerinrichting van een spuitgietmachine gebracht. De gebruikte spuitgietmachine is van het type EPS-10, van de Firma Thermoware te Bameveld. Deze inrichting omvatte een 30 matrijs met tien vormholten voor de vorming van producten, waarbij elk product een afmeting heeft van 210 x 65 x 45 mm (L x B x H) en een wanddikte van 3,0 mm. De spuitgietmachine was voorzien van electrische verwarmingselementen en een plunjer-injectie inrichting met afsluiter, thermisch 35 ontkoppeld van de matrijs. Per vormholte werd ongeveer 70 cc beslag ingespoten onder een druk van 0,5 bar en bij een temperatuur van 20°C. De matrijs werd verwarmd tot 300°C, - ' . <v’ 33 met een temperatuurtolerantie van tussen de 297°C en 303°C en de matrijs werd gesloten met een kracht van 35 kN per vormholte. De matrijs werd gedurende 90 s. gesloten en op temperatuur gehouden, waarbij elke matrijsholte geheel 5 gevuld werd met geschuimd product. Tijdens de verhitting ontweek 98% vein het water, in hoofdzaak in de vorm van damp via ontluchtingsopeningen in de matrijs; dit water trad op als blaasmiddel. Na 90 s. werd de matrijs geopend en werden de gespuitgiete producten uit de vormholten gedrukt met 10 behulp van uitstoters.

De aldus gevormde producten waren direct gereed voor gebruik. Elk product had een kern van ongeveer 2,5 mm dikte, aan weerszijden afgedekt door een huid met een dikte van ongeveer 0,2 mm. Elk product had een vochtgehalte van 15 ongeveer 2% en een gewicht van 31 g. Het verkregen product was stevig, vormvast, en glad van oppervlak. Na gebruik is het materiaal zowel verwerkbaar in de papierrecycle-stroom, als biologisch afbreekbaar door middel van compostering.

20 Voorbeeld 2

In dit voorbeeld vormde een oplossing van 514 g leidingwater en 20 g polymethylwaterstofsiloxaan de basis voor het beslag. Hieraan werden toegevoegd - onder voortdurend roeren 25 - 219 g aardappelzetmeel (FoodGrade PotatoStarch, 80% droge stof (80% amylopectine, 20% amylose) en 20% water), 100 g geacetyleerd aardappelzetmeel (perfectamyl AC), 0,7 g xantaangom (Keltrol F), 0,8 g calciumhydroxyorthofosfaat, 20 g kanoline (China Clay Spec), 24 g calciumcarbonaat, en 0,5 30 g natriumdiwater-stoffosfaat. Dit mengsel werd 10 minuten goed geroerd. In de nu verkregen suspensie werden vervolgens 1,7 g van het reten-tiemiddel Amylofax en 96 g gecoate cellulose vezel (coating omvattende kristallijne parafine-was) gemengd. De gecoate vezel (circa 1,5 mm) was in hoge 35 mate waterafstotend, en minimaal waterabsorberend. Bovendien zorgde de coating voor de hechting van vezels onderling en aan de overige ingrediënten, waardoor de stevigheid en 34 sterkte van het product toenam; zelfs in vochtige omstandigheden veranderde het product minimaal qua maatvoering en vorm. Tot slot werden 1,9 g flocculant (aluminiumchloride (AICI3)) en 1,4 g blaasmiddel (natriumbicarbonaat) door het 5 mengsel geroerd, totdat een homogeen gladde grondstof werd verkregen.

Deze grondstof werd als in voorbeeld 1 verwerkt, maar nu met een injectievolume van 50 cc per vormholte, onder een druk van 1 bar. De matrijs stond op 275 graden Celsius ingesteld 10 en werd 110 s. gesloten gehouden.

Het resultaat was een product dat vergelijkbaar is met voorbeeld 1, waarbij de water- en vochtbestendigheid nu veel beter werd: het product was veel langer bestand tegen water, dat wil zeggen dat de stevigheid en vormvastheid lange tijd 15 werden behouden. De recyclebaarheid in papier, alsmede de biologische afbreekbaarheid bleef gewaarborgd.

Voorbeeld 3 20 Een oplossing van 698 g leidingwater, 5 g glycerol, en 20 g cellulose vezels (circa 2,5 mm) werd bereid. Tijdens continu roeren werden achtereenvolgens toegevoegd 65 g aardappelzetmeel (FoodGrade PotatoStarch, 80% droge stof (80% amylopectine, 20% amylose) en 20% water), 60 g tapiocazet-25 meel (FoodGrade TapiocaStarch), 30 g lecithine, 18 g 60 mesh houtmeel, 0,4 g xantaangom (Keltrol F) en 0,5 g zuurte-regelaar (natriumdiwaterstoffosfaat). Na 10 minuten roeren volgden 1,7 g amylofax als retentiemiddel, 80 g hennepvezel (2-3 mm), 20 g gecoate (elastische) vezel (circa 3 mm) 30 (coating: polyetheen, elastomeer), en tot slot 1,4 g natriumbicarbonaat. Het mengen werd nogmaals 10 minuten voortgezet totdat een goede verdeling ontstond.

Het mengsel werd als in voorbeeld 1 verwerkt, waarbij het injectievolume 85 cc was bij een injectiedruk van 2,5 bar.

35 Als matrijstemperatuur werd 240 graden Celsius aangehouden, gedurende de cyclustijd van 180 s.

1004138 35

Er werd een product verkregen met een grote sterkte: pas in het geval van zware puntbelastingen scheurde het product uiteindelijk, zonder te breken in losse delen. Voor bepaalde toepassingen is dit scheuren in plaats van breken een zeer 5 belangrijke voorwaarde.

Voorbeeld 4

Een oplossing van 722 g leidingwater, 10 g melamine, 14,5 g 10 harslijm (ureumformaldehydehars), en 80 g cellulose (circa 1,5 mm) werd bereid. Daarna werden tijdens het roeren 112 g aardappelzetmeel (FoodGrade PotatoStarch, 80% droge stof (80% amylopectine, 20% amylose) en 20% water), 0,3 g xantaangom (Keltrol F), 0,9 g calciumhydroxyorthofosfaat, 15 5,5 g kanoline (China Clay Spec), 6,5 g calciumcarbonaat, en 0,7 g natriumdiwaterstoffosfaat toegevoegd. Na circa 15 minuten mengen ontstond een gladde suspensie, waarin werden ingemengd: 2,5 g AKD (Alkyl Keteen Dimeer), 42 g gecoate vezel (coating: polyetheen-elastomeer) zoals gebruikt in 20 voorbeeld 2, 1,7 g flocullant (aluminiumchloride (AICI3) en 1,4 g blaasmiddel natriumbicarbonaat.

De suspensie werd verwerkt zoals in voorbeeld 1. Als injectievolume was 90 cc nodig, bij een druk van 2 bar. De matrijstemperatuur was 280 graden Celsius. De cyclustijd 25 bedroeg 150 s. alvorens een gereed product was gespuitgiet. Het product was qua functionele eigenschappen vergelijkbaar met het resultaat uit voorbeeld 2. De snelheid en mate van bio-afbreekbaarheid waren lager. De verwerking in de papier-recycle-stroom bleef gegarandeerd. De belangrijkste voor-30 delen werden gevonden in de duurzame toepassingsmogelijkheden van het product, bij acceptabele prijzen voor de gebruikte grondstoffen.

λ r. r< ,· f'· o

1 u J ! O O

36

Voorbeeld 5

Een beslag werd op dezelfde wijze bereid als in voorbeeld I. Dit beslag werd met een druk van 5,5 bar continu toegevoerd 5 aan een extrusie matrijs met een stervormige opening met een doorsnede van 250 mm2 en een lengte van 50 mm, welke opening in de stroomafwaartse richting 150 mm lang was. De matrijs werd verhit tot een temperatuur van 255°C, waardoor het water voor ongeveer 95% uit het beslag verdampte onder 10 vorming van cellen, terwijl in het beslag verstijfseling en verknoping van de zetmeelpolymeren rond de cellen optrad.

Bij het verlaten van de matrijs was een profiel gevormd met een schuimvormige kern, afgedekt door een huid met een dikte van ongeveer 0,1 mm, waarbij het gevormde product door het 15 ingevoerde beslag uit de matrijs werd gedrukt. Het aldus gevormde profiel had een soortelijk gewicht van ongeveer 150 g per dm3 en kon eenvoudig in korte stukken worden gesneden voor de vorming van "loose fill" materiaal.

20 Voorbeeld 6 64 g jute vezel (circa 1 mm) werd droog gemengd met 18 g katoendraden (3 mm). Onder continu mengen werd 811 g natief zetmeel (FoodGrade PotatoStarch, 80% droge stof (80% amyl-25 opectine, 20% amylose) en 20% water) toegevoegd. Vervolgens werd 107 g water, waarin 2 g blaasmiddel (natriumbicarbonaat) en 5 g polymethylwaterstofsiloxaan waren opgelost, toegevoegd. Door het geringe vochtgehalte werd een droog, homogeen granulaat verkregen waarbij de bevochtigde 30 zetmeelkorrels (met een diameter van gemiddeld 50 micron) aan de bevochtigde vezels hechtten: deze aggregaten van de gemengde samenstelling werden als granulaat verder verwerkt. Het granulaat werd in een afgesloten voorbewerkings-inrichting gebracht, vervolgens onder enigzins verhoogde 35 temperatuur van circa 50 graden Celsius gebracht, en onder een druk van 5 bar. Door plotseling een onderdruk aan te brengen, in dit geval door een snelle drukval van 5 bar naar 1004138 37 1 bar, zwelden de zetmeelkorrels op tot een diameter van circa 100 micron, zonder dat er een significante vorm van verstijfseling optrad. Het vochtgehalte nam door dit voorschuimen af tot ongeveer 10%.

5 Met behulp van een luchtdruk plunjersysteem werd 85 cc voorgeschuimd granulaat met een dichtheid van ongeveer 100 -180 g/1 in een spuitgietmatrijs geperst. De spuitgietmatrijs had een bakvormige holte met de afmetingen 190 x 125 x 18 mm met een wanddikte van 3 mm. De matrijs werd gesloten 10 gehouden met een kracht van ongeveer 15 kN per holte en werd vervolgens gedurende ongeveer 55 s verhit tot ongeveer 270°C, waardoor verstijfseling en verknoping van de natuurlijke polymeren optrad, terwijl het water in hoofdzaak uit de granulaat korrels verdampte, onder verdere schuimvorming. 15 Het aldus verkregen bakje werd aansluitend uit de matrijs genomen.

Het bakje was maatvast, en had een watergehalte van ongeveer 1%. De wand van het aldus gebakken product, had een kern van open, geblazen en relatief grote cellen, terwijl de buiten-20 zijden van de wand een structuur van compacte, relatief kleine en in hoofdzaak gesloten cellen hadden.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de getoonde of beschreven uitvoeringsvormen. Vele variaties daarop zijn 25 mogelijk. De vormgevingsvrijheid die met de werkwijzen volgens de uitvinding worden bereikt is nagenoeg onbegrensd. Zo kunnen allerlei andere producten met een werkwijze volgens de uitvinding worden vervaardigd, zoals bijvoorbeeld bakjes voor frites of snacks, eetbare houders zoals 30 ijsbakjes, plaat-, staf- en profielmateriaal voor allerhande gebruik, plaat- of voorgevormd constructiemateriaal, en, met name na verdere verduurzaming, bekers voor koude en warme dranken, verpakkingen voor diepvries- en vliegtuigmaaltijden, presentatiemateriaal en dergelijke en vele andere, 35 vergelijkbare producten. Deze en vergelijkbare variaties worden geacht binnen het raam van de uitvinding te vallen.

I U ' · - c

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van producten met een geblazen, schuimvormige structuur, uitgaande van een massa, omvattende ten minste natuurlijke polymeren zoals zetmeel en vezels, in het bijzonder natuurlijke vezels, met het 5 kenmerk, dat de massa (M, S) onder druk in of door een matrijs (23, 63) wordt gebracht en de massa (M,S) in de matrijs (23, 63) wordt verhit, zodanig dat daarbij verstijf-seling en verknoping van de natuurlijke polymeren optreedt en waarbij de vezels zich door het product uitstrekken, 10 waarbij de massa voorafgaand aan het in de matrijs brengen een temperatuur heeft die ligt onder de verstijfselings-temperatuur en in de matrijs ten minste tot op de bak-temperatuur wordt gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de cellen (15) 15 in hoofdzaak een wand hebben van tijdens verhitting verknoopte natuurlijke polymeren, waarbij over de wanddikte van elk product de celgrootte wordt gevarieerd, zodanig dat deze in buitenwaartse richting afneemt (fig la).

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat ten minste een deel van de vezels als gerecyclede vezels, in het bijzonder papier of dergelijke cellulosevezels wordt toegevoegd

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de vezels afkomstig 25 is van eenjarige gewassen, waarbij de vezels bij voorkeur geheel van eenjarige gewassen en/of uit recycling afkomstig zijn.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de vezels is 30 gecoat.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste 0,5%, bij voorkeur tussen 2% en » 25%, meer in het bijzonder tussen 4% en 15 % vezels worden toegevoegd.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de massa tussen 15% en 75%, bij voorkeur 5 tussen 20% en 60%, meer in het bijzonder tussen 30% en 50% droge stof bevat.

8. Werkwijze volgens één der conclusies 1 - 7, waarbij elk product wordt gevormd met een aantal plaat-, staf- of schaalvormige delen (2, 3, 4; 50; 61, 62) die elk ten minste 10 één richting een afmeting hebben die relatief klein is ten opzichte van de totale afmetingen van het product (1,- 50; 60) .

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de massa wordt gevormd door een vloeibaar beslag, 15 omvattende een suspensie of oplossing (S) van ten minste de natuurlijke polymeren zoals zetmeel en vezels in een vloeistof.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij een beslag (S) wordt gebruikt dat nagenoeg geheel bestaat uit 20 biocompatibele bestanddelen.

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een beslag van ten minste water, vezels en zetmeel wordt gebruikt en de matrijs wordt verwarmd tot een temperatuur van meer dan 13 0°C, en bij voorkeur tussen 150°C 25 en 350°C, meer in het bijzonder tussen 200°C en 300°C.

12. Werkwijze volgens één der conclusies 1-7, waarbij de massa relatief droog in de matrijs wordt gebracht, bij voorkeur granulaatvormig.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat 30 de massa voorafgaand aan het in de matrijs voeren enigszins wordt voorgeschuimd, zonder dat daarbij verstijfseling, althans volledige verstijfseling optreedt.

14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij in de massa (M,S) een blaasmiddel wordt opgenomen, 35 bij voorkeur ten minste water. 1 0041 38 k

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij als matrijs een spuitgietmatrijs (23) wordt gebruikt.

16. Werkwijze volgens één der conclusies 1-14, met het 5 kenmerk, dat als matrijs een extrusiematrijs (63) wordt gebruikt.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het product in de matrijs wordt gebakken.

18. Verpakking, voorzien van een omverpakking en een 10 binnenverpakking, waarbij ten minste de binnenverpakking is vervaardigbaar is met een werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de omverpakking bij voorkeur is vervaardigd uit hetzelfde materiaal als de binnenverpakking, uit papier of karton en te zamen met de 15 binnenverpakking verwerkbaar is in eenzelfde afvalstroom.

19. Verpakking volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de omverpakking en de binnenverpakking eendelig zijn uitgevoerd. 1004138