DE2845112A1

DE2845112A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von zu formteilen verpressbarem zellfasermaterial

Info

Publication number: DE2845112A1
Application number: DE19782845112
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Knoch; Herbert Nopper
Original assignee: Casimir Kast GmbH and Co KG
Current assignee: Seeber Kg 67547 Worms De
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB2035334A; US4290988A; IT1123870B; FR2439082A1; US4382758A; JPS5590659A; DE2845112C3; IT7926533A0; DE2845112B2; FR2439082B1; GB2035334B

Description

DR. INQ. HANS LICHTI ■ DIPL-INQ. HEINER LICHTI D-75OO KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (0721) 48511

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Firma Casimir Käst GmbH & Co. KG D-7562 Gernsbach

Verfahren und Anlage zur Herstellung von zu Formteilen verpreßbarem Ze¹IIfasermaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zu Formteilen verpreßbarem Zellfasermaterial, wobei zellstoffhaltiges Material zu Faserstoff zerfasert! der Faserstoff mit mindestens einem thermoplastischen und mindestens einem duroplastischen Bindemittel gemischt« aus der Mischung ein Vlies gebildet und das Vlies unter Wärmeeinwirkung zu einer transportfähigen, verpressbaren Matte verdichtet wird· Gegenstand der Erfindung sind ferner eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens sowie ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Verprassen des erhaltenen Zellfasermaterials·

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Aus Zellfasermaterial, das nach Verfahren der beschriebenen Gattung hergestellt wird, werden in beträchtlichem Umfang Formteile für den Innenausbau von Häusern, für die Möbelindustrie , für Verpackungen und vor allem für die Innenausrüstung (Türverkleidungen, Armaturenbretter, Hutablagen, Fahrzeughimmel usw.) von Kraftfahrzeugen hergestellt_o Diese Formteile zeichnen sich vor-solchen, die ausschließlich aus Kunststoff hergestellt sind, durch hohe Festigkeit, günstiges Verformungsverhalten, vielfältige Konfektionierungsmöglichkeiten und geringere Kosten aus ο Grundsätzlich kennt man bei der Herstellung von Formteilen auf Zellfaserbasis nasse Verfahren, bei denen das Fasermaterial aus einer Suspension auf Formsieben niedergeschlagen wird, und trockene Verfahren, zu denen insbesondere Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gehören.

Bei bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung (vgl. DE-OS 24 17 243) werden Holzfasern, die durch lerfaserung im Defibrator von aus Rundholz gewonnen Hackschnitzeln gewonnen werden, mit thermoplastischen Naturharzderivaten beleimt, mit duroplastischen Bindemitteln (üblicherweise Phenolharzen) gemischt und in einem sogt. Felter asu einem Vlies gestreut. Das Vlies wird mittels Rakel oder umlaufender Fräsen auf eine vorbestimmte Dicke abgetragen, erwärmt und vorverdichtet· Dabei resultiert ein mattenartiges Zellfasermaterial, das in dieser Form transport- und handelsfähig ist und unter Druck und Wärmeeinwirkung zu Formteilen verpreßt werden kann«

Dieses bekannte Verfahren hat verschiedene Nachteile. Der Einsatz von hochwertigem Rundholz und die Notwendigkeit der Zerfaserung im Defibrator verursacht erhebliche Gestehungskosten.

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Die dabei unvermeidliche Naßzerfaserung bedingt einen umfangreichen Wasserhaushalt, der aus Kosten· und Umweltschutzgründen nachteilig ist· Der durch die Naßzerfaserung erhaltene Faserstoff weist einen beträchtlichen Wassergehalt auf, der zu einer Neigung der Fasern zum Verklumpen und damit zu ungleichmäßiger Vliesdichte führt und außerdem komplizierte und langwierige Trocknungs- und Freßvorgänge bedingt, bei denen die Restfeuchte ausgetrieben werden muß· Bei den bekannten Verfahren macht die Neigung des Faserstoffs 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.

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 schwer 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 mind· 0,6 g/cm zu verdichten, damit überhaupt ein für den Transport hinreichend fester Verbund entsteht· Das ist unerwünscht, weil aus Kosten- und Gewichtsgründen allgemein nach Formteilen möglichst geringer Dicht« bei gleichwohl guten mechanischen Eigenschaften gestrebt wird« Es kommt hinzu, daß die nach diesem bekannten Verfahren beim Verdichten des Vlieses erhaltenen Matten sehr brüchig sind, ao daß beim Fertigpressen ohne besondere Maßnahmen nur sehr flache Formteile hergestellt werden können·

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Beim Pressen von tiefer eingesenkten Formteilen ist ein Brechen der Matten nur dadurch zu verhindern, daß diese vorgeformt und 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_o Damit die dadurch bedingte DampfbiLdung beim Fertigpressen keine Schaden hervorruft, muß beim Fertigpressen eine komplizierte Abfolge mehrerer Pressenhübe ausgeführt werden, was umständlich und wegen der ent» sprechend langen Pressentaktzeiten aufwendig ist* Nach einem bekannten Verfahren ähnlicher Gattung (vgl. DE-OS 2k 17 24t3) 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 verusachen die wässrigen Kunst» 1atex-Dispersionen eine unerwünschte Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts des Faserstoffs*

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 Naturharz-Derivate zum 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 be» leimen oder lackieren lassen* Ferner zeigen die nach dem be» kannten Verfahren hergestellten Formteile unbefriedigende Formbeständigkeit in feuchter Umgebung, weil eine beträchtliche Feuchtigkeitsaufnahme zu Quellung führt*

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, das in einfacher und kostengünstiger Weise die Herstellung von Zellfasermaterial gestattet, das sich durch gute Homogenität und mechanische Eigenschaften auszeichnet und in einfacher Weise zu Formteilen hoher Qualität fertigpressen läßt. Aufgabe der Erfindung ist zugleich, eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben und zu lehren, wie in besonders vorteilhafter Weise damit hergestelltes Zellfasermaterial zu Pormteilen verpreßt werden kannο

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst und vor allem dadurch gelöst, daß als zellstoffhaltiges Material Abfälle von Zellfaserwerkstoffen verwendet werden, daß die Zellfaserwerkstoffe geschnitzelt und trocken zu Faserstoff vermählen werden und daß die thermoplastischen und die duroplastischen Bindemittel in Form von trockenem Pulver zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht damit nicht von aufwendigem, nur durch eine Naßzerfaserung aufschließbarem Rundholz aus sondern von Abfällen von Zellfaserwerkstoffen, die bereits edden Zerfaserungsprozeß durchlaufen haben und in denen 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 läßt sich durch Wahl von Art und Menge der Bindemittel an die Verwendung praktisch aller denkbaren Zellfaserwerkstoffe anpassen· Geeignet sind insbesondere Abfälle von Papier, Pappe, Textilien usw., insbesondere von Wellpappe und Natron-Kraft-Papieren. Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, daß die Fasern gleichsam tot sind und kaum noch Wasser aufnehmend

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so daß daraus hergestellte Formteile in feuchter Umgebung hervorragende Formbeständigkeit aufweisen· Es besteht ferner die vorteilhafte Möglichkeit, zusätzlich, unter Umständen sogar in überwiegendem Anteil, Torf, Rinde und in besonders zu bevorzugender Weise getrocknete Pflanzenteile von einjährigem Pflanzen wie Stroh od. dgl· einzusetzen· All diese Materialien sind mit geringen Kosten und in praktisch unbeschränkter Menge verfügbar« Es lassen sich auch tierische, pflanzliche und synthetische (z· B. Viskose) Fasern beispielsweise auch Teppichabfälle verwenden.

Von besonderer Bedeutung ist der erfindungsgemäß vorgesehene Aufschluß dieser Materialien durch trockenes Mahlen« Der Einsatz von Wasser mit allen Problemen eines umfangreichen Wasserhaushalts ist dabei nicht erforderlich, im Gegenteil führt das Mahlen noch zu einer Verminderung der Restfeuchte· Als Ergebnis des Mahlprozesses wird ein Faserstoff von geringstem Feuchtigkeitsgehalt und hervorragender Schüttfähigkeit erhalten, der keinerlei Neigung zum Zusammenballen hat· Damit besteht die Möglichkeit, die Bindemittel in Form von trockenm Pulver zuzugeben, wobei die Körnung des Pulvers variieren und Granulate umfassen kann· Die Bindemittel und eventuelle Zusatzstoffe werden den Zellfaserwerkstoffen vorzugsweise bereits vor dem Mahlen zugegeben und beim Mahlen mit dem Faserstoff gemischt, wobei eine außerordentlich gleichmäßige Verteilung resultiert·

Die thermoplastische Bindemittelkomponente besteht vorzugsweise aus extrudierbaren thermoplastischen Kunststoffen wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyamiden, PVC usw·, üblicherweise mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 30% 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

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thermoplastischen Kunststoffe führt zu einer wesentlich verbesserten 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. 135°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. Ein weiterer Vorteil dieser thermoplastischen Kunststoffe besteht darin, daß mit ihnen zugleich eine Hydrophobierung erreicht und damit die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Formteile verbessert wird.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die thermoplastischen Bindemittel in Form eines Pulvers eingebracht werden, dessen Partikel Faserstruktur aufweisen. Das führt zum Aufbau eines außerordentlich gleichmäßigen, voluminösen und lockeren Vlieses, das schon bei geringem Anteil thermoplastischer Bindemittel gute Festigkeit nach dem Verdichten erhält. Zumindest zum Teil können die thermoplastischen Bindemittel auch in Form von mit thermoplastischen Kunststoffen beschichteten Papieren, beispielsweise Fotopapieren, eingesetzt werden, wie überhaupt die thermoplastischen bzw. duroplastischen Bindemittel nicht unter allen Umständen gesondert zugegeben werden müssen sondern je nach dem verwendeten Rohmaterial in diesem ganz oder teilweise schon enthalten sein können.

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Die duroplastischen Bindemittel, die üblicherweise in größerem Gewichtsanteil als die thermoplastischen Bindemittel und in jedem Fall als trockenes Pulver zugegeben werden, können wie bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren aus Phenolharzen bestehen, die jedoch vorzugsweise modifiziert werden, biespielsweise mit Hexamethylentetramin um gute Lagerfähigkeit bei hoher Festigkeit nach dem Aushärten bei erhöhter Temperatur zu ergeben. Geeignet sind weiter Polyesterharze. Diese duroplastischen Bindemittel werden mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 20% atro vorzugsweise 10 bis 15% 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 I3O bis I80 C, die beim Fertigpressen erreicht werden, und gehen - anders als die vorstehend aufgeführten duroplastischen Bindemittel - eine reaktive Bindung mit dem Fasermaterial ein, die insbesondere beim Einsatz von Stroh od. dgl. vorteilhaft ist.

Je nach Verwendungszweck der Formteile können der Mischung ferner Zusatzstoffe wie Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Insektizide, Fungizide od. 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

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thermoplastischen Kunststoffe gleichsam zusammengesintert und auf eine Dichte von 0,03 bis 0,3» vorzugsweise 0,08 bis 0,2 g/cm verdichtet. Die Aushärtetemperatur der duroplastischen Bindemittel 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 ¥eiterverarbeitung ransportiert werden.

Üblicherweise wird das Vlies auf einem mitlaufenden Vliesträger gebildet, der mit Rücksicht auf evtl. vorhandene Unterdruckkammern auch luftdurchlässig sein kann. Eine weitere durch die Erfindung vorgesehene Möglichkeit besteht darin, in einem solchen Fall das Zellfasermaterial bei der Verdichtung mit dem Vliesträger zu verbinden» Dabei kann der Vliesträger, der beispielsweise aus thermoplastischen Fasern, aus Zellwollvlies, Papier, Kreppapier suw. bestehen kann als Stützschicht eine spätere störungsfreie Manipulation des Zeil· fasermaterials bedeutend erleichtern· Der Verbund des Vliesträgers mit dem Zellfasermaterial erfolgt durch die in diesem enthaltenen, vor allem die thermoplastischen Bindemittel.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist vor allem gekennzeichnet durch eine Vorzerkleinerungseinrichtung in der die Zellfaserwerkstoffe geschnitzelt werden und die beispielsweise als Schneid- oder Hammermühle ausgeführt sein kann, durch eine Mischkammer, in der das zellstoffhaltige Material mit den

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Bindemitteln und gegebenenfalls Zusatzstoffen gemischt -wird und die vorzugsweise als Wirbelkammer ausgebildet ist, durch ein Mahlwerk, in dem die Trockenzerfaserung stattfindet, durch einen umlaufenden Vliesträger, durch einen Formkopf, durch den auf dem Vliesträger das Vlies gebildet wird, durch eine Heizeinrichtung und durch eine Preßvorrichtung. An die Preßvorrichtung kann sich eine Kühleinrichtung anschließen, und in üblicherweise ist eine Trennvorrichtung zum Aufteilen der Matte in Abschnitte vorbestimmter Länge vorgesehen·

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 Zylxndermantelsegments und dazu im Inneren des Siebes konzentrisch drehbaren Bürsten· Die Mischung aus Faserstoff, Bindemitteln und Zusatzstoffen wird in das Sieb eingestreut 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· Besondere zu bevorzugen ist jedoch eine an sich neue Ausführungeform, bei der das Vlies von einem beheizten Gas« in der Regel Luft, durchströmt wird. Diese Heizeinrichtung weist eine Überdruck- und eine Unterdruckkammer auf, (von denen eine selbstverständlich auch unter Atmosphärendruck stehen kann) die bezüglich des Vliesträgers einander gegenüberstehend angeordnet sind und zur Erzeugung eines das Vlies durchsetzenden erwärmten Luftstroms eingerichtet sind.

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Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus dem erläuterten Zellfasermaterial ist dadurch gekennzeichnet! daß das Zellfasermaterial in trockenem Zustand zwischen die Preßwerkzeuge einer Formpresse eingebracht und in einem Pressenhub gepreßt wird. Ein Dämpfen, das zu einer unerwünschten Feuchtigkeitszunähme führt, sowie ein Vorformen dee Zellfasermaterials, das üblicherweise beim Pressen des nach dem eingangs beschriebenen bekannten Verfahren erhaltenen Zellfasermaterials, mindestens beim Pressen in verhältnismäßig tiefe Formen, zur Flexibilxtätserhöhung notwendig ist, ist somit nicht vorgesehen· Der geringe Feuchtigkeitsgehalt des erfindungsgemäß erhaltenen Zellfasermaterials von ca· 2-6% atro gegenüber einem Feuchtigkeitsgehalt, des nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Zellfasermaterials von mindestens 10 - 12%, normalerweise sogar I5 - 18% atro, 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 temperierten Preßwerkzeugen gepreßt werden. Die Vorwärmung führt zu einer Temperatur des Zellfasermaterials von ca. 100 bis 16O°C, vorzugsweise 120 bis l40°C auf die die Aushärtetemperatur der zugegebenen Duroplaste selbstverständlich abgestimmt ist« "Temperieren" der Preßwerkzeuge meint dabei eine Erwärmung auf nur ca. 80 bis 100⁰C. Die Härtung der Duroplaste setzt dabei schon während der Vorwärmung ein· Die Vorwärmung mit anschließendem Fertigpressen zwischen nur temperierten Preßwerkzeugen führt zu einer genau beherrschbaren Feuchtigkeitsregulierung und zu einer verbesserten Verformbarkeit des Zellfasermaterials, was besonders wichtig ist beim Pressen von komplizierten, tief eingesenkten Formteilen· Außerdem ergibt sich eine vorteilhafte

Verkürzung der Pressentaktzeiten. In jedem Fall sind beim

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Fertigpressen nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen, die selbst beim Pertigpressen zwischen beheizten Preßwerkzeugen ca. I7O bis 240°C nicht übersteigen, und verhältnismäßig kurze Preßzeiten, in der Regel maximal 30 see·, notwendige

Insgesamt erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine wirksame Feuchtigkeitsregulierung dadurch, daß in drei Stufen eine Trocknung erfolgen kann: beim Trockenmahlen, bei der Beheizung des Vlieses vor der Verdichtung zu Zellfasermaterial und bei der Vorwärmung vor dem Fertigpressen«

Bei der Fertigpressung zum Formteil erfolgt eine Verdichtung, die vom Verwendungszweck abhängt und vor allem durch die Forderung hinsichtlich Festigkeit und Dämmfähigkeit bestimmt ist· Beispielsweise werden Formteile für Kraftfahrzeughimmel auf eine Dichte von 0,3 bis 0,6 g/cm bei einer Dicke von 3 his 8mm und Formteile für höhere Beanspruchungen auf eine Dichte von 0,7 bis 1,1, maximal 1,2 g/cm bei einer Dicke von 2 bis kmm verdichtet. Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, die auf den schon bei geringen Dichten erreichten Festigkeitseigenschaften beruht, besteht darin, das Zellfasermaterial auf bereichsweise unterschiedliche Enddichte zu pressen· Beispielsweise können bei einem Kraftfahrzeughimmel die für die Befestigung vorgesehenen Randbereiche auf höhere Dichte und der Mittelbereich, der vor allem gute Dämm- und Schallschlucheigenschaften haben soll, auf geringere Dichte gepreßt werden»

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, die sich vor allem beim Arbeiten mit nur temperierten Preßwerkzeugen bewährt hat, besteht darin, eine Oberflächenschicht, beispielsweise eine Folie oder eine textile Schicht (Vlies, Gewebe, Gewirk) aus

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thermoplastischem Material vor dem Pressen in mindestens eines der Preßwerkzeuge einzulegen und beim Pressen mit dem Formteil zu verbinden. Besteht die Oberflächenschicht aus einem Material entsprechender Wärmebeständigkeit (beispielsweise aus Zellwolle), so kann sie ohne weiteres auch zwischen beheizten Preßwerkzeugen eingelegt werden. In beiden Fällen wird aufgrund des Anteils thermoplastischer Kunststoffe im Formteil die Oberflächenschicht mit diesem in einem einzigen Arbeitsgang beim Pressen verschweißt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, die lediglich als Ausführungbeispiel eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens darstellt.

Die Ausgangsstoffe des Verfahrens werden in Bunkern 1 bis k bereitgehalten, und zwar im Bunker 1 zellstoffhaltiges Material in Form von Abfällen von Papier, Pappe usw., im Bunker 2 ein thermoplastisches Bindemittel in Form eines trockenen Pulvers von faserartiger Teilchenbeschaffenheit aus Polyäthylen, im Bunker 3 ein duroplastisches Bindemittel aus blockierten Xsocyanaten und im Bunker k Zusatzstoffe, beispielsweise ein organisches Flammschutzmittel. Die Papier- und Pappabfälle werden einer Schneidmühle 5 zugeführt und in Partikel mit Abmessungen von ca. 5^-5 mm zerkleinert. Aus der Schneidmühle 5 gelangen die zerkleinerten Zellfaserwerkstoffe in eine Wirbelstrecke 6, in der sie mit den aus den Bunkern 2, 31 4 zugeführten Bindemitteln und Zusatzstoffen gemischt werden. Die Förderung aller dieser Komponenten erfolgt pneumatisch, außerdem sind den Bunkern (nicht dargestellt) Dosierwaggen zur Überwachung des Mischungsverhältnisses nachgeschaltet· An die Wirbelstrecke 6 schließt

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sich eine Reibbackenmühle 7 an, in der die Zellfaserwerkstoffe trocken gemahlen, dabei zerfasert und zugleich mit den Bindemitteln und den Zusatzstoffen gleichmäßig gemischt werden. 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. An 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 131 im Ausführungsbeispiel ein endloses, umlaufendes Sieb aufstreut und damit ein Vlies bildet. Zur Verdichtung und Verfilzung des Vlieses ist unterhalb des Formkopfes 10 eine Unterdruckkammer lA angeordnet. 0er Vliesträger 13 fördert das Vlies in Richtung des Pfeils I5 zunächst unter eine umlaufende Fräse 16, mit der das Vlies 17 auf die vorgesehene Dicke eingestellt wird. Das von der Fräse 16 abgetragene Material wird abgesaugt und in den Formkopf 10 bzw. den Mischungsbunker 9 zurückgeführt. Auf die Fräse 16 folgt eine Heizeinrichtung l8, in der das Vlies 17 von erwärmter Luft durchströmt wird. Die Heizeinrichtung 18 besteht im wesentlichen aus einer oberhalb des Vliesträgers I3 angeordneten Überdruckkammer I9 und einer unterhalb angeordneten Unterdruckkammer 20. Über- und Unterdruck werden durch ein nicht dargestelltes Gebläse aufrechterhalten. Luft strömt aus der Überdruckkammer I9 durch ein Heizregister 21, da« aus elektrisch

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beheizten, zwischen 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 Plastifizierungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs erwärmt und dabei zugleich auf die vorgesehene Restfeuchte eingestellt. Unmittelbar auf die Heizeinrichtung folgt eine Preßvorrichtung 22, in der das Vlies 17 mittels eines Druckwalze 23 im gleichfalls kontinuierlichen Durchlauf auf die vorgesehene Dichte verdichtet wird· Die Druckwalze 23 wird durch einen (nicht dargestellten) Antrieb drehangetrieben und ist hinsichtlich des Preßdrucks 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 l8 aufgebaut ist und arbeitet, auf Raumtemperatur gekühlt und schließlich in einer Trennvorrichtung 26 in Abschnitte vorbestimmter Länge aufgetrennt. Der Vliesträger 13 wird nach dem Abnehmen der Mattenabschnitte unterhalb der beschriebenen Anlage zum Formkopf 10 zurückgeführt. Die Veiterverarbeitung der Mattenabschnitte zu fertigen Formteilen erfolgt in einer üblichen Presse und bedarf keiner näheren Erläuterung.

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Claims

P a ten t ansprüch e

Verfahren zur Herstellung von zu Formteilen verpreßbarem Zellfasermaterial, wobei zellstoffhaltiges Material zu Faserstoff zerfasert, der Faserstoff mit mindestens einem thermoplastischen und mindestens einem duroplastischen Bindemittel gemischt, aus der Mischung ein Vlies gebildet und das Vlies unter Wärmeeinwirkung zu einer transportfähigen, verpreßbaren Matte verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als zellstoffhaltiges Material Abfälle von Zellfaserwerkstoffen verwendet werden, daß die Zellfaserwerkstoffe geschnitzelt und trocken zu Faserstoff vermählen werden und daß die thermoplastischen und die duroplastischen Bindemittel in Form von trockenem Pulver zugegeben werden«

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2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Zellfaserwerkstoffe in Mischung mit getrockneten Pflanzenteilen einjähriger Pflanzen eingesetzt werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Bindemittel aus einem oder mehreren extrudierbaren thermoplastischen Kunststoffen bestehen.

km Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Bindemittel in Form von faserförmigen Partikeln zugegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die duroplastischen Bindemittel aus modifizierten Phenolharzen und/oder blockierten Isocyanaten bestehen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet , daß der Mischung Zusatzstoffe (Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Insektizide, Fungizide od. dgl.) zugesetzt werden.

7« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffe den Zellfaserwerkstoffen vor dem Mahlen zugegeben und beim Mahlen mit dem Faserstoff gemischt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der thermoplastischen Bindemittel kleiner ist als der Gewichtsanteil der duroplastischen Bindemittel·

9* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der thermoplastischen Bindemittel 5 bis 30, vorzugsweise 5 his 10% atro,bezogen auf die Mischung, beträgt«

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der duroplastischen Bindemittel 5 bis 20 vorzugsweise IO bis 13% atro, bezogen auf die Mischung, beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß druoplastische Bindemittel in Form von blockierten Isocyanaten mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 10% atro, bezogen auf die Mischung, verwendet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies auf eine Dichte von 0,03 bis 0,3 g/cm-*, vorzugsweise 0,08 bis 0,2 g/c»^J verdichtet wird.

13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 wobei das Vlies auf einem mitlaufenden Vliesträger gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellfasermaterial beim Verdichten mit dem Vliesträger verbunden wird«

ld· Anlag· zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13» gekennzeichnet durch eine Vorzerkleinerungseinrichtung (5) für das zellstoffhaltige Material) durch eine Mischkammer (6) zur Mischung des zellstoff— haltigen Materials mit den Bindemitteln und gegebenenfalls Zusatzstoffen durch ein Mahlwerk (7)« durch einen umlaufenden Vliesträger (13), durch einen Formkopf (10) zur Bildung des Vlieses auf dem Vliesträger (13)» durch eine Heizeinrichtung (18) und durch eine Preßvorrichtung (22).

15· Anlage nach Anspruch 14, 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.

l6· Anlage nach Anspruch 14 oder 15$ dadurch gekennzeichnet, daß der Formkopf (10) ein Sieb (ll) in Form eines Zylindermantelsegments und dazu im Inneren des Siebes (H) konzentrisch drehbare Bürsten (12) aufweist.

17· Anlage nach einem der Ansprüche Ik bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (l8) eine Überdruckkanuner (I9) und eine Unterdruckkammer (20) aufweist, die bezüglich des Vliesträgere (I3) einander gegenüberstehend angeordnet sind und zur Erzeugung eines das Vlies (17) durchsetzenden erwärmten Luftstroms eingerichtet sind·

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Ιδ. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellten Zellfasermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeil— faserntaterial in trockenem Zustand zwischen die Preßwerkzeuge einer Formpresse eingebracht und in einem einzigen Fressenhub gepreßt wird·

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellfasermaterial zwischen beheizten Preßwerkzeugen gepreßt wird·

20· Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellfasermaterial vorgewärmt und zwischen temperierten Preßwerkzeugen gepreßt wird·

21. Verfahren nach einem der Ansprüche l8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellfasermaterial auf bereLchsweise unterschiedliche Enddichte gepreßt wird_o

22. Verfahren nach einem der Ansprüche l8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht vor dem Pressen in mindestens einer der Preßwerkzeuge eingelegt und beim Pressen mit dem Formteil verbunden wird.

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