DE2845112B2 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Matten aus zellulosehaltigen Fasern und Verfahren zur Herstellung von Formteil aus diesen - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Herstellung von Matten aus zellulosehaltigen Fasern und Verfahren zur Herstellung von Formteil aus diesen

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DE2845112B2
DE2845112B2 DE2845112A DE2845112A DE2845112B2 DE 2845112 B2 DE2845112 B2 DE 2845112B2 DE 2845112 A DE2845112 A DE 2845112A DE 2845112 A DE2845112 A DE 2845112A DE 2845112 B2 DE2845112 B2 DE 2845112B2
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Description

t5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zu Formteilen verpreßbaren, transportfähigen Matte aus zellulosehaltigen, mit Bindemitteln versetzten Fasern, bei dem das Faserausgangsmaterial zerfasert und das Bindemittel das einen thermoplastischen und einen duroplastischen Anteil enthält, zugegeben, die Mischung zu einem Vlies ausgestreut und dieses zu der Matte verdichtet wird. Die Erfindung ist ferner auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus dieser Matte gerichtet
Als Matte wird im vorliegenden Zusammenhang ein elastisches Flächengebilde verstanden, bei dem das Bindemittel zunächst lediglich den für die Handhabung, den Transport und die Lagerung erforderlichen
M Verbund schafft, beim späteren Verpressen zu Formteilen aber durch seine Aushärtung zu einem harten, stabilen räumlichen Formteil führt
Aus Matte, die nach Verfahren der beschriebenen Gattung hergestellt sind, werden in beträchtlichem Umfang Formteile für Gehäuse aller Art für die Möbelindustrie, für Verpackungen und vor allem für die Innenausrüstung (Türverkleidungen, Armaturenbretter, Hutablagen, Fahrzeughimmel usw.) von Kraftfahrzeugen hergestellt Diese Formteile zeichnen sich vor solchen, die ausschließlich oder überwiegend aus
Kunststoff hergestellt sind, durch hohe Festigkeit,
günstiges Verformungsverhalten, vielfältige Konfektio nierungsmöglichkeiten und geringere Kosten aus.
Bei bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen
4ί Gattung (vgl. Stand de. Technik in DE-OS 24 17 243, DE-OS 14 53416) wird das Faserausgangsmaterial durch Zerfaserung von aus Rundholz gewonnenen Hackschnitzeln in einem Defibrator erhalten, mit thermoplastischen Naturharzderivaten beleimt, mit duroplastischen Bindemitteln (üblicherweise Phenolharzen) gemischt und in einem sog. Felter zu einem Vlies gf streut. Das Vlies wird mittels Rakel oder umlaufender Fräsen auf eine vorbestimmte Dicke abgetragen, erwärmt und vorverdichtet. Durch Ablängen und
Besäumen entsteht eine Matte, die in dieser Form
transport- und handelsfähig ist und unter Druck und
Wärmeeinwirkung zu Formteilen verpreßl werden
kann.
Dieses bekannte Verfahren hat verschiedene Nach-
teile. Der Einsatz von hochwertigem Rundholz unti die Notwendigkeit der Zerfaserung im Defibrator verursacht erhebliche Gestehungskosten.
Die dabei unvermeidliche Naßzerfaserung unter Dampfatmosphäre bedingt einen umfangreichen Was ser- und Energiehaushalt, der aus Kosten- und Umweltschutzgründen nachteilig ist. Das durch die Naßzerfaserung erhaltene Faserausgangsrriateria! weist einen beträchtlichen Wassergehalt auf, der zum
Verklumpen der Fasern und damit zu ungleichmäßiger Vliesdichte fohrt und außerdem komplizierte und langwierige Trocknung«- und Preßvorgänge bedingt, bei denen die Restfeuchte ausgetrieben werden muß. Bei den bekannten Verfahren macht die Neigung des Faserausgangsmaterials zum Zusammenballen es ferner schwierig, eine gleichmäßige Mischung mit den Bindemitteln zu erreichen. Diese werden daher in geschmolzener Form bzw. in Form von Lösungen zugegeben, was umständlich ist und die Erzielung guter Homogenität weiter erschwert Auch ist ein Lagern des Faserausgangsmaterials in Bunkern kaum möglich.
Die im Rahmen des bekannten Verfahrens verwendeten Naturharzderivate sind verhältnismäßig kostspielig, zeigen eine unerwünschte Neigung zum Verkleben in den Anlageteilen und lassen sich, wie erläutert, nur schwerlich gleichmäßig untermischen. Vor allem nachteilig ist ferner, daß diese Naturharzderivate verhältnismäßig spröde sind und nur geringe Bindungsfähigkeit aufweisen. Infolgedessen ist es notwendig, das Vlies verhältnismäßig hoch auf eine Dichte von mindestens 0,6 g/cm3 zu verdichten, damit überhaupt ein für den Transport hinreichend fester Verbund entsteht. Das wiederum ist unerwünscht, weil aus Kosten- und Gewichtsgründen allgemein nach Formteilen möglichst geringer Dichte bei gleichwohl guten mechanischen Eigenschaften gestrebt wird. Es kommt hinzu, daß die nach diesem bekannten Verfahren beim Verdichten des Vlieses erhaltenen Matten brüchig sind, so da3 beim Fertigpressen ohne besondere Maßnahmen nur sehr flache Formteile hergestellt werden können.
Nach einem bekannten Verfahren (vgl. ebenfalls DE-OS 24 17 243) sollen diese Nachteile dadurch behoben werden, daß als Bindemittel Kunstlatex-Dispersionen verwendet werden. Eine in jeder Hinsicht befriedigende Lösung der erläuterten Probleme ist auch damit nicht gegeben, außerdem verursachen die wässerigen Kunstlatex-Dispersionen eine unerwünschte Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts des Faserstoffs.
Beim Pressen von tiefer eingesenkten Formteilen muß die Matte vorgeformt und — wegen des hohen Holzanteils — durch Dämpfen hinreichend flexibel gemacht werden. Das ist umständlich und führt vor allem zu einer Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes, der beim Fertigpressen wieder ausgetrieben werden muß. Damit die Dampfbildung beim Fertigpressen keine Schäden hervorruft, muß eine komplizierte Abfolge mehrerer Pressenhübe ausgeführt weiden, was umständlich und wegen der entsprechend langen Pressentaktzeiten aufwendig ist.
Schließlich führt das bekannte Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zu Formteilen, die auch in ihrer Qualität zu wünschen übrig lassen. Eine hinreichend glatte und gleichmäßige Oberfläche ist danach praktisch nicht zu erreichen, und vor allem führt die Neigung der Naturhrtrz-Derivale /um Ausschwitzen, insbesondere in Verbindung mit der unbefriedigenden Homogenität der Mischung, zur Ausbildung von Flecken, die stark verfärbt sind und sich nur schlecht oder gar nicht beleimen lassen. Auch das Lackieren erfordert mehrere Arbeitsgänge (Grundieren und Lackieren) um eine befriedigend glatte Oberfläche zu erhalten. Ferner zeigen die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Formteile unbefriedigende Formbeständigkei: in feuchter Umgebung, weil eine Feuchtigkeitsaufnahme d'irch die Holzfasern zur Quellung führt.
Der Erfindung liegt ('ie Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs beschriebenen'Gattiing anzugeben, das einfacher und kostengünstiger durchführbar ist als das bekannte und mit dessen Hilfe Matten erhalten werden, die sich zu Formteilen höherer Qualität leichter verarbeiten lassen, Aufgabe der Erfindung ist zugleich, eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben, und zu lehren, wie die Matte in besonders vorteilhafter Weise zu Formteilen verpreßt werden kann.
Der erste Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer Hinsicht dadurch gelöst, daß als Faserausgangsmaterial ausschließlich zellulosehaltige Abfälle und überwiegend solche von Papier, Pappe und/oder Textilien verwendet werden und daß das Zerfasern durch trockenes Mahlen erfolgt und das Bindemittel in Pulver- oder Faserform vor dem Mahlen zugegeben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht damit nicht von aufwendigem, nur durch eine Naßzerfaserung aufschließbarem Rundholz sondern on zellulosehaltige η Abfällen aus, die bereits einen ZenVerungsprozeB durchlaufen haben und in de.ien somit die Fasern nicht mehr im natürlich gewachsenen Verbund vorliegen und sich daher in einfacher Weise, nämlich durch trockenes Mahlen, zerfasern lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren lehrt insbesondere die Verwendung von Abfallstoffen, wie Papier, Pappe, Textilien. Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, daß die Fasern ausreichend flexibel sind, um ohne- ßedampfung verformt werden zu können. Ferner sind sie gleichsam tot und nehmen kaum noch Wasser auf.
Von besonderer Bedeutung ist der erfindungsgemäß vorgesehene Aufschluß dieser Materialien durch trokkenes Mahlen. Der Einsatz von Dampf und Wasser mit allen Problemen eines umfangreichen Energie- und Wasserhaushalts entfällt, im Gegenteil führt das Mahlen noch zu einer Verminderung der Restfeuchte. Als Ergebnis des Mahlprozesses wird ein Faserstoff von geringstem Feuchtigkeitsgehalt und hervorragender Schüttfähigkeil erhalten, der keinerlei Neigung zum Zusammenballen hat. Damit besteht die Möglichkeit, die Bindemittel in Form von trockenem Pulver zuzugeben, wobei die Körnung des Pulvers variieren und Granulate umfassen kann. Die Bindemittel und eventuelle Zu^a!/-stoffe werden den Zellfaserwerkstoffen bereits vor dem Mahlen zugegeben und beim Mahlen mit dem Faserstoff gemischt, woraus eine gleichmäßige Verteilung resultiert. Dies ist bei den bekannten Naßverfahren nicht möglich, da die in einem Defibrator herrschenden Temperaturen zu einer frühzeitigen Polymerisation bestimmter Bindemittelanteile führen würden.
Die thermoplastische 3indemitte!komponente besteht "crzugsweise aus extrudierbaren thermoplastischen Kunststoffen wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyamiden, PVC usw., üblicherweise mit einem Gewichtsanteil von vorzugsweise 5 bis 10%, bezogen auf die Mischung. Hier und im folgenden beziehen sich die. Angaben von Gewichtsanteilen auf absolutes Trockengewicht (atro) der Komponenten. Die Verwendung dieser thermoplastischen Kunststoffe führt zu einer guten Flexibilität und Zugfestigkeit der beim Verdichten erhaltenen Matte. Als thermoplastisches Bindemittel sehr geeignet ist beispielsweise Niederdruck-Polyäthylen, das mit Rücksicht auf die Wärmebeständigkeit der Formteile einen Schmelzpunkt von ca. I35"C haben sollte. Bei höheren Anforderungen an die Zugfestigkeit und Wärmebeständigkeit empfiehlt sich der Einsatz von Polypropylen, das
sehr kostengünstig beispielsweise in Form von Teppichabfällen erhältlich ist. Da in diesem Fall das Bindemittel selbst Faserstruktur aufweist und diese auch noch bei den Temperaturen, die zum Verdichten des Vlieses zur Matte notwendig sind, teilweise beibehält, ergibt sich ein besonders guter Verbund in der Mat ie.
Zumindest zum Teil können die thermoplastischen Bindemittel auch in Form von mit thermoplastischen Kunststoffen beschichteten Papieren, beispielsweise Folopapieren, eingesetzt werden, wie überhaupt die thermoplastischen bzw. duroplasiischen Bindemittel nicht ausschließlich gesondert zugegeben werden müssen, sondern je nach dem verwendeten Rohmaterial in diesem schon enthalten se>n können.
Der duroplastische Anteil von Bindemittel, der mit Vorteil in größerem Gewichtsanieil als der thermoplastische Anteil vorliegt, kann wie bei dem bekannten Verfahren aus Phenolharzen bestehen, die jedoch vorzugsweise modifiziert werden, beispielsweise mit Hexamethylentetramin um bei hoher Festigkeit nach dem Aushärten auch bei erhöhter Temperatur gute l.agerfähigkeit zu ergeben. Geeignet sind weiter Polyesterharze. Diese duroplastischen Bindemittel werden mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 20% atro bezogen auf die Mischung, zugegeben. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von blockierten Isocyanaten, und zwar in einem Gewichtsanteil von 5 bis 10% atro. bezogen auf die Mischung. Blockierte Isocyanate sind im Gegensatz zu normalen Isocyanaten bei Raumtemperatur ohne weiteres lagerfähig, reagieren erst bei höheren Temperaturen von beispielsweise 130 bis 180rC. die beim Fertigpressen erreicht werden, und gehen — anders als die vorstehend aufgeführten duroplastischen Bindemittel — eine reaktive Bindung mit dem Fasermaterial ein.
|e nach Verwendungszweck der Formteile können der Mischung ferner Zusatzstoffe wie Farbstoffe. Füllstoffe. Flammschutzmittel. Insektizide. Fungizide oder dgL zugesetzt werden.
Aus der beim Mahlen erhaltenen Mischung wird in bekannter Weise ein Vlies gebildet, das anschließend unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einer Matte verdichtet wird, wobei der Feuchtigkeitsgehalt durch die Wärmeeinwirkung noch weiter herabgesetzt wird. Dabei wird das Vlies durch Erweichung der thermoplastischen Bindemittelanteile gleichsam zusammengesintert und auf eine Dichte von 0.03 bis OJ. vorzugsweise 0.08 bis 0.2g/cm! verdichtet. Die Aushärtetemperatur der duroplastischen Anteile wird hierbei selbstverständlich noch nicht, sondern erst bei der Fertigpressung erreicht. Die erhaltene Matte zeichnet sich durch hohe Flexibilität und Festigkeit aus und kann entweder unmittelbar als Dämmatte eingesetzt oder problemlos zur Weiterverarbeitung transportiert werden. Die geringe Dichte der Matte führt auch zu Formteilen entsprechend geringer Dichte, also geringen Gewichtes.
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden (US-PS 25 44 019) pflanzliche Fasern, insbesondere Holzfasern, z. B. aus dem Sulfitverfahren, mit Bindemitteln zu einer Matte zu verarbeiten und anschließend zu Formteilen zu pressen, wobei das Faserausgangsmaterial als «trocken« bezeichnet wird. In Wirklichkeit besitzt es jedoch eine Feuchtigkeit von 10%, die vor der Verarbeitung noch erhöht werden soll, um die Fasern zu beschweren und ein Entmischen beim Streuen zu vermeiden. Von einer wirklich trockenen Arbeitsweise kann hier folglich nicht gesprochen werden. Hinzu kommt, daß dieses Verfahren einen sehr hohen Anteil von J5% an entweder thermoplastischen oder aber duroplastischen Bindemitteln erfordert. Dieser ist notwendig, um die gewünschte Verformbarkeit der ausschließlich Holzfasern enthaltenden Malte zu erreichen, verteuert aber das Endprodukt erheblich. Die Herstellung von Formleilen erfordert ein Vorformen mit relativ geringer Verdichtung und die Erzeugung tief eingesenkter Formteile ist aufgrund der ausschließlichen Verwendung von Holzfasern wegen deren geringer Eigcnflexiblität nicht möglich.
Auch die Verwendung von Abfallstoffen ist im Stand der Technik bereits erwähnt. So sollen l.ederabfälle in Form von Krümeln bzw. Fasern mit Kunststoff-Folienschnitzeln unter Hitze zu einer Platte verpreß! werden (AT-PS 2 57 139) oder Abfallpapier aus Haushaltsmüll zusammen mit pulverisierter Rinde /u Platten, plattenförmigen! Halbzeug oder Formteilen verpreßt werden (»Maschinenmarkt«).
Die Herstellung transportfähiger, zugfester Matten bzw. von Formteilen geringer Wandstärke ist bei diesen Verfahren schon wegen des hohen Anteils pulverförmiger Füllstoffe nicht möglich. Man hat deshalb bisher Abfallstoffe, wie Altpapier und auch Rinde, in nur geringen Mengen bis zu 25% für einsalzfähig gehalten »Hol/ als Roh- und Werkstoff« 36 (1978) S. 49-52). Nach einem älteren, nicht vorveröffcntlichten Vorschlag (DE-OS 28 11 833) sollen aus lignozellulosehalligen C:& zellulosehaltigen Abfallstoffen, wie Rinde einerseits und zerfasertem Altpapier andererseits, durch Zusatz von Bindemittel mittelharte Faserplatten hergestellt werden. Auch hier ist die Herstellung weder von Matten erwähnt, noch von tie.'gesenkten Formleilen möglich.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird von einer bekannten Anlage ausgegangen, die gegebenenfalls eine Vorzerkleinerungseinrichtung für das Faserausgangsmaterial, eine Zcrfaserungseinrichtung, eine Bindemitteldosiereinrichtung, einen Formkopf zum Ausstreuen der Mischung aus Fasern und Bindemittel, einen die ausgestreute Mischung aufnehmenden, umlaufenden Vliesträger und eine Heiz- und eine Verdichtungseinrichtung aufweist. An die Verdichtungseinrichtung kann sich noch eine Kühleinrichtung und daran, wie üblich, eine Trennvorrichtung zum Ablängen der Matte in Abschnitte vorbestimmter Länge anschließen. Bei einer solchen Anlage wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß der Zerfaserungseinrichtung eine das gegebenenfalls vorzerkleinerte Faserausgangsmaterial aufnehmende Mischkammer vorgeschaltet und dieser die Dosiereinrichtung für das gesamte Bindemittel zugeordnet ist, und daß die Zerfaserungseinrichti. ig als trocken arbeitendes Mahlwerk ausgebildet ist.
Das Mahlwerk ist vorzugsweise als Reibbackenmühle ausgeführt, die an der Innenseite einer in der Regel zylindrischen Rotationsfläche, die stationär oder rotierend angetrieben sein kann, angeordnete Reibbacken sowie dazu konzentrisch an einem im Inneren der Rotationsfläche drehbaren Träger (Schlagkreuz, Schlägerrad) angeordnete Schlagleisten aufweist. Der Formkopf kann als üblicher Felter aufgebaut sein, zu bevorzugen ist jedoch eine Ausführungsform mit einem Sieb in Form eines Zylindermantelsegments und dazu im Inneren des Siebes konzentrisch drehbaren Bürsten. Die Mischung aus Fasern, Bindemitteln und Zusatzstoffen wird in das Sieb eingegeben und von den Bürsten durch die Sieböffnungen hindurch gleichmäßig auf den Vliesträger verteilt.
Für die Heizeinrichtung kommen verschiedene, im
Stand der Technik bekannte Möglichkeiten in Betracht. Besonders zu bevorzugen ist jedoch eine an sich neue Ausführungsform, bei der das Vlies von einem beheizten Gas, in der Regel Luft, durchströmt wird. Diese Heizeinrichtung weist eine Überdruck- und eine ι Unterdruckkammer auf, (von denen eine selbstverständlich auch unter Atmosphärendruck stehen kann) die zu bei.-^-n Seiten des Vliesträgers einander gegenüberliegend ungeordnet sind und zur Erzeugung eines das Vlies durchsetzenden erwärmten Luftstroms eingerichtet sind.
Die eingangs geschilderten bekannten Matten können — gegebenenfalls örtlich getrennt — durch Pressen in einer beheizten Formpresse zu Formteilen verarbeitet werden, wobei jedoch wegen des hohen Holzfaser- anteils ein Vorverformen erforderlich ist. Erfindungsgemäß kann nun die nach dem vorgenannten Verfahren hergestellte Malte unmittelbar in dem von ihrer HersteUun" trockenen Zustand in ^ip Fnrmnrp*5p eingebracht und in einem einzigen Arbeitsgang zu dem Formteil gepreßt werden. Ein Dämpfen, das zu einer unerwünschten Feuchtigkeitszunahme führt, sowie ein Vorformen der Matte, das beim Stand der Technik zumindest beim Pressen in verhältnismäßig tiefe Formen zur Flexibilitätserhöhung notwendig ist, kann hier entfallen. Der geringe Feuchtigkeitsgehalt der erfindungsgemäß verwendeten Abfälle von ca. 2-6% atro gegenüber einem Feuchtigkeitsgehalt des nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Materials von mindestens 10-12%, normalerweise sogar 15-18% »n atrr ermöglicht es, ohne umständliches Preßprogramm in einem einzigen Pressenhub die Formteile zu pressen. Das Pressen kann entweder zwischen beheizten Preßwerkzeugen erfolgen, es kann das Zellfasermaterial aber auch vorgewärmt und zwischen nur mäßig warmen » (z. B. 80- 1000C) Preßwerkzeugen gepreßt werden. Die Vorwärmung wird man bei einer Temperatur von ca. 100 bis 160° C, vorzugsweise 120 bis 1400C, die auf die Aushärtetemperatur der zugegebenen Duroplaste selbstverständlich abgestimmt ist, vornehmen. Die Härtung der Duroplaste setzt dabei schon während der Vorwärmung ein. Die Vorwärmung mit anschließendem Fertigpressen zwischen nur mäßig warmen Preßwerkzeugen führt zu einer genau beherrschbaren Feuchtigkeitsregulierung und zu einer verbesserten Verformbar- keit der Matte, was besonders wichtig ist beim Pressen von komplizierten, tief eingesenkten Formteilen. Außerdem ergibt sich eine vorteilhafte Verkürzung der Pressentaktzeiten. In jedem Fall sind beim Fertigpressen nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen, die selbst beim Fertigpressen zwischen beheizten Preßwerkzeugen ca. 170 bis 2400C nicht übersteigen, und verhältnismäßig kurze Preßzeiten, in der Regel maximal 30 see, notwendig.
Sofern notwendig, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine wirksame Feuchtigkeitsregulierung dadurch, daß in drei Verfahrensstufen eine Trocknungsphase eingeschoben werden kann: beim Trockenmahlen, bei der Beheizung des Vlieses vor seiner Verdichtung zur Matte und bei der Vorwärmung der m> Matte vor dem Fertigpressen.
Beim Fertigpressen zum Formteil erfolgt eine Verdichtung, die vom Verwendungszweck abhängt und vor allem durh die Forderungen an die Festigkeit, Dämmeigenschaft und Oberflächenbeschaffenheit bestimmt ist. Beispielsweise werden Formteile für Kraftfahrzeughimmel auf eine Dichte von 03 bis 0,6 g/cm3 bei einer Dicke von 3 bis 8 mm und Formteile für höhere Beanspruchungen auf eine Dichte von 0,7 bis 1,1, maximal 1,2 g/cmJ bei einer Dicke von 2 bis 4 mm verdichtet. Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, die auf den schon bei geringen Dichten erreichten Festigkeitseigenschaften beruht, besteht darin, die Matte auf bereichsweise unterschiedliche Enddichte zu pressen. Beispielsweise können be· einem Kraftfahrzeughimmel die für die Befestigung vorgesehenen Randbereiche auf höhere Dichte und der Mittelbereich, der vor allem gute Dämm- und Schallschluckeigenschaften haben soll, auf geringe Dichte gepreßt werden.
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, in der eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens dargestellt ist.
Die Ausgangsstoffe des Verfahrens werden in Bunkern 1 bis 4 bereitgehalten, und zwar im Bunker 1 zellulosehaltige Abfallstoffe, vornehmlich Papier, Pappe HSW- im Riinkpr 2 pin thermoplastisches Rindemitlei in Form eines trockenen Pulvers von faserartiger Teilchenbeschaffenheit aus Polyäthylen, im Bunker 3 ein duroplastisches Bindemittel aus blockierten Isocyanaten und im Bunker 4 Zusatzstoffe, beispielsweise ein organisches Flammschutzmittel. Die Papier- und Pappabfälle werden einer Schneidmühle ? zjgeführt und in Partikel mit Abmessungen von ca. 5 χ 5 mm zerkleinert. Aus der Schneidmühle 5 gelangt das vorzerkleinerte Faserausgangsmaterial in eine Wirbelstrecke 6, auf der sie mit den aus den Bunkern 2, 3, 4 zugeführten Bindemitteln und Zusatzstoffen gemischt werden. Die Förderung aller dieser Komponenten erfolgt pneumatisch, außerdem sind den Bunkern (nicht dargestellt) Dosierwaagen zur Überwachung des Mischungsverhältnisses nachgeschaltet. An die Wirbelstrecke 6 schließt sich eine Reibbackenmühle 7 an, in der das Faserausgangsmaterial trocken gemahlen, dabei zerfasert und zugleich mit den Bindemitteln und den Zusatzstoffen intensiv und gleichmäßig gemischt wird. Das Mahlgut gelangt aus der Reibbackenmühle in einen mit Luft arbeitenden Sichter 8, aus dem die grobe Fraktion zum Eingang der Reibbackenmühle 7 zurückgeführt wird. Ar. den Sichter 8 schließt sich ein Mischungsbunker 9 an, in dem die Mischung für die weiteren Arbeitsgänge bereitgehalten wird.
Aus dem Mischungsbunker 9 gelangt die Mischung in einen Formkopf 10, der im wesentlichen an seiner freien Unterseite ein Sieb 11 in Form eines Zylindermantelsegments und eine im Inneren des Siebes 11 konzentrisch drehbare mehrarmige Bürste 12 aufweist, die die Mischung durch Sieböffnungen hindurch gleichmäßig auf einen darunter angeordneten Vliesträger 13, im Ausführungsbeispiel ein endlos umlaufendes Sieb aufstreut und damit ein Vlies bildet Zur Verdichtung und Verfilzung des Vlieses ist unterhalb des Formkopfes 10 eine Unterdruckkammer 14 angeordnet. Der Vliesträger 13 fördert das Vlies in Richtung des Pfeils 15 zunächst unter eine umlaufende Fräse 16, mit der das Vlies 17 auf die vorgesehene Dicke abgetragen wird. Das Überschußmaterial wird abgesaugt und in den Formkopf 10 bzw. den Mischungsbunker 9 zurückgeführt. Auf die Fräse 16 folgt eine Heizeinrichtung 18, in der das Vlies 17 von erwärmter Luft durchströmt wird. Die Heizeinrichtung 18 besteht im wesentlichen aus einer oberhalb des Vliesträgers 13 angeordneten Überdruckkammer 19 und einer unterhalb angeordneten Unterdruckkammer 20. Über- und Unterdruck werden durch ein nicht dargestelltes Gebläse aufrechterhalten. Luft strömt aus der Überdruckkammer
19 durch ein Heizregister 21, das aus elektrisch beheizten, /wischen sich Strömungskanäle freilassenden Heizelementen besteht, wird dabei erwärmt und durchströmt anschließend das Vlies 17, um schließlich aus der Unterdruckkammer 20 abgesaugt zu werden. Dabei wird das Vlies 17 im kontinuierlichen Durchlauf gleichmäßig über seine ganze Dicke auf die PlastifizierungstemperatiT des thermoplastischen Kunststoffs erwärmt und dabei zugleich auf die vorgesehene Restfeuchte eingestellt. Unmittelbar auf die Heizeinrichtung 18 folgt eine Preßvorrichtung 22, in der das Vlies 17 mittels einer Druckwalze 23 im gleichfalls kontinuierlichen Durchlauf zu einer Matte mit vorgegebener Dichte verfestigt wird. Die Druckwalze 23 ist
10
hinsichtlich des P*eßdrucks bzw. ihres Abstandes vom unteren Pressentisch 24 einstellbar. Die gebildete Matte wird in einer an die Preßvorrichtung 22 anschließenden Kühleinrichtung 25, die analog der Heizeinrichtung 18 aufgebaut ist und arbeitet, auf Raumtemperatur gekühlt und schließlich in einer Trennvorrichtung 26 in Abschnitte vorbestimmter Länge abgelängt. Der Vliesträger 13 wird nach dem Abnehmen der Mattenabschnitte unterhalb der beschriebenen Anlage zum Formkopf 10 zurückgeführt. Die Weiterverarbeitung der Mattenabschnitte zu fertigen Formteilen erfolgt in einer üblichen Formpresse und bedarf keiner näheren Erläuterung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Herstellung einer zu Formtejlen yerpreßbaren, transportfähigen Matte aus zellulosehaltigen, mit Bindemitteln versetzten Fasern, bei dem das Faserausgangsmaterial zerfasert und das Bindemittel, das thermoplastische und duroplastische Anteile enthält, zugegeben, die Mischung zu einem Vlies ausgestreut und dieses zu der Matte verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserausgangsmaterial ausschließlich zellulosehaltige Abfälle und überwiegend solche von Papier, Pappe und/oder Textilien verwendet werden und daß das Zerfasern durch trockenes Mahlen erfolgt und das Bindemittel in Pulver- oder Faserform vordem Mahlen zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des thermoplastischen Anteils des Bindemittels kleiner ist als der Gewichtsanteil des duropiastischen Anteils.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als duroplastischer Anteil des Bindemittels blockierte Isocyanate mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 10% atro, bezogen auf die Mischung, verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vfies auf eine Dichte von 0,03 bis 03 g/cmJ, vorzugsweise 0,08 bis 0,2 g/cm3 verdichtet wird.
5. Anlagu zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche \ bis 4, mit ggfs. einer Vorzerkleinerungseinrichtung für das Faserausgangsmaterial, einer Zerfssenjr^seinrichtung, einer Bindemitteldosiereinrichtung, einem Formkopf zum Ausstreuen der Mischung aus Fasern und Bindemittel, einem die ausgestreute Mischung aufnehmenden umlaufenden Vliesträger und einer Heiz- und einer Verdichtungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerfaserungseinrichtung eine das vorzerkleinerte Faserausgangsmaterial aufnehmende Mischkammer vorgeschaltet und dieser die Dosiereinrichtung für das gesamte Bindemittel zugeordnet ist und daß die Zerfaserungseinrichtung als trocken arbeitendes Mahlwerk ausgebildet ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlwerk (7) als Reibbackenmühle mit an der Innenseite einer Rotationsfläche angeordneten Reibbacken und dazu konzentrisch an einem im Inneren der Rotationsfläche drehbaren Träger angeordneten Schlagleisten ausgeführt ist.
7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkopf (10) ein Sieb (U) in Form eines Zylindermantelsegments und dazu im Inneren des Siebes (H) konzentrisch drehbare Bürsten (12) aufweist.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (18) eine Überdruckkammer (19) und eine Unterdruckkammer (20) aufweist, die zu beiden Seiten des Vliesträgers (13) einander gegenüberliegend angeordnet sind und zur Erzeugung eines das Vlies (17) durchsetzenden erwärmten Luftstroms eingerichtet sind.
9. Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch Pressen einer nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche I bis 4 hergestellten Matte in einer beheizten Formpresse, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte in dem von ihrer Herstellung trockenen Zustand in die Formpresse eingebracht und in einem einzigen Arbeitsgang zu dem Formteil gepreßt wird,
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte vor dem Einbringen in die Formpresse vorgewärmt wird,
11T Verfahren nach Anspruch 9 oder 10v dadurch gekennzeichnet, daß die Matte auf bereichsweise
ίο unterschiedliche Enddichte gepreßt wird.
DE2845112A 1978-10-17 1978-10-17 Verfahren und Anlage zur Herstellung von Matten aus zellulosehaltigen Fasern und Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus diesen Expired DE2845112C3 (de)

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