NO772577L - Fremgangsmaate og apparat for aa produsere stoepte artikler - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for å produsere støpte artikler.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av støpte artikler, samt apparat for anvendelse ved fremgangsmåten. Spesielt, men nødvendigvis ikke bare, vedrører oppfinnelsen fremstilling av støpte artikler fra materialer som gjenvinnes som et biprodukt f ra en hovedprosess, såsom avfall avledet fra en fremgangsmåte for fremstilling av belagte papirprodukter.

Det er vanlig praksis ved fremstilling av papir belagt med syntetiske plastmaterialer, som vanligvis anvendes som beholdere såsom melkeflasker og drikkebegere, å ta vare på avfallsmaterialet og underkaste dette en behandling for å gjenvinne så meget som mulig av cellulosefibrene, som tilbakeføres til papir-fremstillingsprosessen.

En typisk prosess for gjenvinning av slike fibere fra vrak og avfallsmaterialer er beskrevet i US-patent nr. 3.574.050. I henhold til den der beskrevne prosess består det materialet som blir tilbake, etter gjenvinning av fibrene, av det syntetiske plastmaterialet impregnert med den del av fibrene som ikke kan fjernes, samt i visse tilfeller også av metallfolie som anvendes ved fremstilling av belagte eller laminerte papirprodukter. Dette materialet har tidligere blitt kastet. De konvensjonelle metoder for å bli kvitt dette avfallsmaterialet har enten vært brenning, i hvilket tilfelle materailet anvendes som et tilleggsbrennstoff da dets kaloriinnhold er ganske høyt, eller det er nedgravd og anvendt som fyllmasse. Det har generelt vært antatt at det ikke er mulig å resirkulere plastmaterialet fordi det er forurenset med fibere og eventuelt metallfolie.

I henhold til foreliggende oppfinnelse anvendes materialet for fremstilling av støpte artikler. Det er også påtenkt at termoplastisk materiale forurenset med andre bestanddeler enn et fibrøst materiale, eksempelvis forurenset med fargestoffer og forskjellige andre tilsetningsmidler, kan anvendes for fremstilling av støpte artikler og at i en slik produksjon kan fibermaterialer, fortrinnsvis også et biprodukt, tilsettes for for-sterkning .

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er skjematisk

vist i de vedlagte tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et flyteskjema over fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 viser et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

fig. 3-5 viser detaljer ved apparatet i henhold til fig. 2,

fig. 6 og 7 er henholdsvis et oppriss og et tverrsnitt av en støpt artikkel i henhold til foreliggende oppfinnelse, og fig. 8 viser en variant i henhold til oppfinnelsen.

Under henvisning til fig. 1 er det vist en prosess for fremstilling av et belagt papirprodukt, som omfatter tilførsel av råfiber 10 som tilføres til en papir- og kartongproduksjonslinje indikert skjematisk ved 12 og som innbefatter midler for påføring av et primært syntetisk plastbelegg på papiret eller kartongen,

samt et lag metallfolie for fremstilling av et laminert papirprodukt som avgår ved 14 for anvendelse. Utskudd eller av-fallsamteriale fra prosessen, som kan være material med feil,

rims fra kanter av papiret eller kartongbanen, samt vrak som forblir etter at arkene er kuttet fra banen, føres tilbake til en tilførselsanordning indikert ved 16. Fra tilførsels-anordningen 16 føres utskuddsmaterialet til en fibersepara-sjonsprosess ved 18, som passende kan være av den type som er beskrevet i det tidligere nevnte US-patentskrift nr. j

i

I

3.574.058, i hvilken det belagte avfallsmaterialet rives og i oppslåes så meget som mulig og fibrene som skilles fra avfallsmaterialet føres til produksjonslinjen 12 eller blandes med tilført råfiber ved 10.

Det gjenværende materialet som omfatter fibere som ikke kan skilles i prosessen 18 og det fraskilte syntetiske plastmaterialet og foliematerialet føres til et oppvarmningsapparat 20

hvor det omdannes til en deig-eller pastalignende, støpbar konsistens som deretter avgis til et støpeutstyr ved 22 for forming av et ønsket produkt.

Oppvarmingsapp.aratet kan være en trommelenhet slik som vist i

fig. 2 og beskrevet i det etterfølgende, eller et belte eller ovnenhet som beskrevet i fig. 8, eller det kan i det vesentlige være en konvensjonell ekstruder for plastmaterialer, såsom en som omfatter et oppvarmet, generelt rørformet legeme med skrue-anordning for fremføring av materialet langs legemet til en dyse,som enten kan være en enkel åpning eller hvor passende, avhengig av artikkelen som skal fremstilles,utformet mer komplekst.

Det bør forstås at selv om det i foreliggende tilfelle er vist

at fibrene som er fraskilt i prosessen 18 føres tilbake for ny-anvendelse i den samme papir-og kartongfremstillingsenhet

12, hvorfra avfallsmaterialet opprinnelig ble erholdt, er det fullt ut mulig at fibrene kan anvendes for andre formål. Ytterligere kan avfallsmaterialet erholdes fra mer enn en

enkelt produksjonslinje.

I fig. 2 er vist skjematisk et apparat for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge fig. 1. Apparatet omfatter en binge 30

som inneholder avfallsmaterialet som kommer fra fibersepara-sjonsprosessen 18 ifølge fig. 1. Inne i bingen er det anord-

net et passende skilleelement 32 for å tilveiebringe en kon-trollert utstrømning av materialet fra bingen til transportøren 34. Fra transportøren 34 føres avfallsmaterialet til.oppvarmingsapparatet som generelt er betegnet med 3 6 og som omfatter et par kontraroterende metallvalser 38, som kan drives av den samme'motor eller som hver kan ha uavhengig drift.

Anordnet rundt det ytre av valsene 38 er et antall strålings-oppvarmingselementer 40 og anordnet inne i og festet til trom-lene og roterende med disse er et antall tilsvarende strålings-varmeelementer 42. De indre oppvarmingselementer 42 kan passende få energi tilført ved hjelp av passende sleperinger ved valsenes aksling 5. Det vil forstås at det er fordelaktig å tilveiebringe isolasjonsmidler både internt og rundt valsene for å redusere kraftforbruket for oppvarmingen. Det vil også forstås at det er mulig å ha de indre oppvarmingselementene 4 2

fast anordnet, på samme måte som de eksterne oppvarmingselementer, slik at valsene beveger seg relativt til disse elementer.

I visse tilfeller kan dette ansees for fordelaktig for å oppnå en mer .jevn oppvarming av overflatene av valsene og naturligvis faller da behovet for sleperinger bort.

Det vil sees fra tegningene at materialet som faller ned fra transportøren 34 faller ned mellom valsene på det som i virkelig-heten er utløpssiden av nippet som er definert mellom disse valser. Som følge av den høye temperatur som metallvalsene holdes ved vil materialet hefte til overflatere av valsene og føres bort fra nippet. Anordnet i en kort avstand fra nippet er et par roterende bladelementer 44 som virker til å fordele materialet langs aksiallengden av valsene og for å begrense tykkelsen av materiallaget på valsene, slik at materialet effek-tivt kan bringes til en støpbar konsistens.

Materiale.t som hefter ved valsene vil føres rundt den ytre overflate av disse mot inngangssiden av nippet og til et skrape-element 46 som vil fjerne det pasta- eller deiglignende materialet fra overflatene av valsene og bringe dette til å falle ned på en transportør 48. Det vil forstås at transportørene 34

og 48, om ønsket, kan være av metall og eventuelt være forsynt med varmeanordninger, slik at for transportøren 34 vil materialet forvarmes før det faller ned på valsene 38 og for transportøren 48 for å bibeholde materialet som skrapes av val-

sene ved en støpbar konsistens.

Fra transportøren 48 fjernes en sats støpbart materiale ved

B av en operatør, eller om ønsket kan dette utføres automatisk, og veies og føres deretter inn i en av et antall hunnformer 50 montert på en endeløs transportør 52, som er anordnet nær ifyllingsstasjonen. Deretter aktiveres en presse, indikert skjematisk ved 54 for å danne den støpte artikkel, hvoretter materialet transporteres, fortrinnsvis gjennom et kjølebad, indikert skjematisk ved 56, til en stasjon 58 hvor de støpte artikler<f>jernes.

Fig. 5 viser skjematisk støpeoperasjonen. I henhold til fi-guren er en hunnform 50 festet til en kjede 52, på en måte som fremgår tydeligere av eksempelvis fig. 3 og fig. 4, og hvor formen er utformet i henhold til den artikkel som skal støpes. Låsearmer 62 er dreibart anordnet mellom ører 60

som utstrekker seg på utsiden av formen 50. 3 slike sett ører og låsearmer er anordnet i lik avstand rundt hunnformen, hvor-av- kun en er synlig på tegningene.

Ved hjelp av en stempelsylinderenhet indikert ved 64 kan låsearmene forskyves fra en ikke-låst posisjon hvor låsearmens hake 66 er forskjøvet fra det indre av formen 50 og en låst posisjon, som vist i fig. 5, hvor haken stikker inn i det indre av formen 50.

Under drift vil ved ifyllingsstasjonen, et kjerneelement med

et "flosshatt" tverrsnitt indikert ved 68 være anordnet sentralt inne i hunnformen. Deretter tilføres en sats støpbart materiale fra transportøren 48 og anordnes i det ringformede rom mellom den ytre overflate av kjernen 68 og den indre overflate av formen 50. En skivelignende plate 70 forsynt med en sentral åpning som passer rundt kjernen 68 plasseres deretter over materialet som skal støpes. Formen føres deretter til en pressestasjon hvor en hydraulisk presse hvis støtarm er betegnet med 72, aktiveres for å presse mot skiven 70 og derved

bevirke formingen. Ved hjelp av et hvilket som helst egnet middel, eksempelvis en trykkfølsom bryter eller en grense-bryter aktiveres etter presstrinnet stempel/sylinderenheten 64

for å bringe låsearmene 62 i den aktive stilling vist i fig. 5J

I

i i 1 Deretter trekkes pressen tilbake og kombinasjonen av formen med innhold forflyttes fra presstasjonen og føres gjennom kjøle-badet 56 i fig. 2.

De fylte former føres ut av badet og bringes videre til en tømme-stasjon 58, som er vist mer i detalj i fig. 3 og 4. Anordnet ved eller nær tømmestasjonen 58 er en pedaldrevet hake 74 som kan forflyttes til posisjonen vist i fig. 4 og griper inn i et ledd 76 i transportkjeden 52. Transportkjedet drives av en hydraulisk motor slik at denne vil dreie fritt mens kjedet stoppes for å holde formen 50 ved tømmestasjonen.

Anordnet i lik vinkelavstand rundt formen 50 ved tømmestajonen er 3 stempel/syUnderenheter 78, som kan bevege sperrehakene 62 til deres ulåsende posisjon, i hvilke de er trukket ut fra det indre av formen 50. Når sperrehakene 62 ikke er låsende igangsettes en stempel/sylinderenhet 80 for å føre dens stempel 82 inn i det indre av kjernen 68 for å løfte denne, og som følge av inngrep mellom kantdelen av kjernen vil også den støpte artikkel og skiven 70 føres ut av formen. En bærer indikert ved 84 og omfattende en generelt stor U-formet plattform 86 be-veges fremover og under den formede artikkel ved hjelp av horisontalt anordnede stempler 88, til den stilling vist i fig. 3. Deretter aktiveres et vertikalt anordnet stempel 90

og bringes i kontakt med den øvre del av kjernen for å presse denne fra den støpte artikkel og tilbake i sin opprinnelige stilling i hunnformen, mens skiven 70 og den støpte artikkel forblir på plattformen 86. Når stemplet 90 trekkes opp kan den støpte artikkel fjernes fra plattformen 86 for eventuell etterbehandling eller lagring eller anvendelse og skiven 70 returnerer til støpeprosessen for fornyet anvendelse.

Det vil forstås at den her beskrevne støpeteknikk og illulstrert i de forskjellige eksempelvise former er en som kan tilpasses og er spesielt velegnet for fremstilling av en plugg som kan anordnes i enden av en rull av et papirprodukt for å beskytte papiret mot ødeleggelse under transport. En slik plugg er vist i fig. 6 og 7 og omfatter generelt et skivelignende legeme 100 med en sentral åpning 102 og et antall radielle

i eiker eller ribber 104, som utgår fra navdelen mot kanten av legemet. Som det fremgår av fig. 7 er det mellom navdelen og kantdelen anordnet et par konsentriske, ringformede ribber 110 som har mindre høyde enn kantdelen og navdelen og et antall radielle ribber 112 utstrekker seg mellom navdelen og kantdelen og har tilsvarende høyde som de ringformede ribber 110.

Som det spesielt vil fremgå av fig. 7 er det formet en liten skulder 114 i kanten for å tilveiebringe en sboppeanordning for å virke i samarbeidet med en ende av en sylindrisk pakke av papirproduktet i hvilket pluggen skal'innsettes.

Den konvensjonelle plugg som anvendes for dette formål er fremstilt av tre,vanligvis finer og slike plugger er relativt kostbare.og kan lett beskadiges. Utnyttelsen av blandingen av det fibrøse produkt og det syntetiske plastmaterialet for fremstilling av en slik plugg er, ved siden av å utnytte noe som tidligere har vært ansett som et avfallsmateriale, . spesielt fordelaktig for anvendelse som en plugg da denne har en "hukommelse" og derfor kan absorbere mekaniske påkjenninger og gjenvinne sin form og den er meget varig.

Den største andel av de syntetiske plastmaterialer som utnyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse vil være polyolefiner, spesielt polypropylen og polyetylen, men naturligvis kan andre materialer såsom eksempelvis polyvinylklorid med fordel anvendes. Overflatene av varmevalsene holdes ved en slik temperatur og roterer med en slik hastighet at materialet som faller ned på valsene når en temperatur på 93 - 310°C på det tidspunkt det fjernes fra valsene. Det vil forstås at temperaturen som materialet bringes til er en som muliggjør en effektiv og økonomisk støping uten dannelse av unødvendige mengder røyk, og det vil forstås at denne temperatur velges i henhold til det spesielle materialet som behandles og at temperaturen kan justeres ved å variere valsenes temperatur og rotasjonshastighet.

Generelt vil det støpte materialet i henhold til oppfinnelsen omfatte 80 - 95% av det syntetiske, termoplastiske materialet,

5 - 20% cellulose og metallfolie. Materialet kan naturligvis i i

i ytterligere inneholde varierende mengder mineralpigmenter, limemidler og andre forurensninger.

Det er åpenbart at avhengig av den spesielle prosess som er involvert vil andelene kunne variere betydelig; og følgelig må passende justeringer utføres med hensyn til oppvarmingsnivåer og smeltetrykk for å tilpasse de forskjellige materialer.

I fig. 8 er skjematisk vist et alternativt apparat som kan anvendes for å erstatte oppvarmingsapparatet vist som 3 6 i fig. 2.

I dette alternative apparat avgis avfallsamterialet til varme-apparatet via trakten 120 og utporsjoneringsanordningen 122. Materialet faller ned på metallbelter 124 og 126. Disse bel-ter er fortrinnsvis individuelt drevne og kan drives ved samme hastighet eller ved forskjellig hastighet, avhengig av den ønskede effekt.

Over og mellom stålboltene 124 og 126 er anordnet strålevarmings-elementer 128. Apparatet er passende isolert både internt og eksternt for å redusere kraftforbruket for oppvarmingen.

Avfallsmaterialet som faller ned på transportøren 126 blandes med avfallsmaterialet som faller ned på transportøren 124 ved 130.

Det halvmyke avfallsmaterialet fjernes fra metallbeltene ved hjelp av skrapere 132 og faller ned på metallbeltetransportøren 134, som er den samme som transportøren 48 i fig. 2. Etter at materialet er smeltet og har falt ned på transportøren 134 vil resten av prosessen være den samme som indikert i fig. 2 og kan omfatte de forskjellige utførelsesformer som diskutert i forbindelse med fig. 2. Justeringer i beltenes hastighet og temperatur kan utføres for å heve materialets temperatur til det ønskede nivå.

Det vil forstås at de her beskrevne apparater kan anvendes for behandling av avfall eller termoplastiske biproduktmaterialer som er avledet fra en prosess hvor disse materialer ikke vil være forurenset med fibermaterialer, men er forurenset med i

I

fargestoffer eller andre tilsetningsmidler, som i henhold til vanlig praksis har utelukket en utnyttelse av slike materialer. I slike tilfeller kan støpte artikler fremstilles hvori ikke

inngår fiberholdige materialer, men fortrinnsvis tilsettes fibermaterialet for å forbedre artikkelens styrke, dette fibermaterialet er fortrinnsvis et biprodukt fra en hovedprosess eller en annen prosess enn den fra hvilken det termoplastiske materialet erholdes.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av støpte artikler omfattende at et biprodukt fra en annen prosess bestående av termoplastisk materiale impregnert med et fibrøst materiale behandles for å skille en del av det fibrøse materialet fra biproduktet og returnere den fraskilte fiberandel for resirku-lering, karakterisert ved . at det termoplastiske materialet og fibere som forblir tilbake etter separa-sjon av fiberandelen, underkastes en varmebehandling for å gjøre materialet plastisk og at det plastiske materialet støpes til den ønskede artikkelform.

2. Apparat for anvendelse ved utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 for fremstilling av støpte artikler, karakterisert ved et par kontra-roterende valser (38) som seg imellom definerer et nipp, midler (40) for oppvarming av de eksterne sylindriske overflater av valsene (38), midler (30 - 34) for tilføring av et termoplastisk materiale impregnert med et fibrøst materiale til utløpssiden av nippet og midler (46) som er adskilt i valsenes (38) rotasjonsretning fra utløpssiden av nippet for gjenvinning fra valsenes overflate av det materialet som er gjort støpbart av de varme valser. < 1

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en endeløs transportanord-ning (52), et antall former (50) festet til den endeløse tran-sportanordning og bevegelige med denne, en formfyllingsstasjon (58) ved.hvilken materialet som skal støpes innføres i formen, en pressestasjon (54) hvori materialet i formen presses og bringes i overensstemmelse med den formgivende overflate av formen og. en utløsningsstasjon (58) hvor den støpte artikkel (100) fjernes fra en form som er lokalisert ved denne stasjon.