WO2014154297A1 - Verfahren zum herstellen eines kernkartons und kernkarton für einen schichtstoff - Google Patents

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WO2014154297A1
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layer
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Martin MÜHLHAUSER
Kurt WANNEMACHER
Christian Neumann
Zakaria ANNOUN
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Mayr-Melnhof Karton Ag
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Definitions

  • Each core board has a layer system with one or more layers of fibrous material.
  • additional layers or layers of other materials may be provided to fulfill certain properties.
  • non-laminated laminates are known in which several layers or layers of core cardboard are pressed together without the aid of resins.
  • core cartons and papers were produced exclusively from virgin fiber materials in order to be able to meet the specific requirements for core cartons in terms of tensile strength, impregnability, further processability, optical appearance and the like.
  • some core cartons are now at least partially produced from recycled waste paper.
  • Such a core cardboard as well as a corresponding production method of such a core cardboard can be found, for example, in WO 2011/141355 A1.
  • the objects are achieved according to the invention by a method having the features of claim 1, by a core board having the features of claim 25, by the use according to claim 32 of such a core board, by a laminate according to claim 35 and by an apparatus having the features of claim 38 solved.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the respective subclaims, with advantageous embodiments of the method being regarded as advantageous embodiments of the core carton and vice versa.
  • a first aspect of the invention relates to a process which makes it possible to produce a core carton for a laminate, the core board having at least a proportionate use of a recycled pulp mixture a lower abrasiveness compared to separating tools, a good air permeability and thus impregnation capability as well as an improved cost and environmental balance having.
  • the fine fraction according to Brecht-Holl is at most 50% by weight
  • the long fiber fraction according to Brecht-Holl is at least 10% by weight
  • the mentioned Limit values of the pulp mixture provided are determined by means of the standardized Brecht-Holl method, for example with the aid of a Brecht-Holl fractionator or according to the test instruction described in Zellcheming leaflet VI / 1/66. Fines of 0% by weight, 1% by weight, 2% by weight, 3% by weight, 4% by weight, 5% by weight are, in particular, part of the fines content of at most 50% by weight.
  • a short fiber content of at most 60% by weight denotes short fiber fractions of 0% by weight, 1% by weight, 2% by weight, 3% by weight, 4% by weight, 5% by weight, 6 wt%, 7 wt%, 8 wt%, 9 wt%, 10 wt%, 11 wt%, 12 wt%, 13 wt%, 14 Wt .-%, 15 wt .-%, 16 wt .-%, 17 wt .-%, 18 wt .-%, 19 wt .-%, 20 wt .-%, 21 wt .-%, 22 wt.
  • Resins and similar substances in the context of the present invention generally mean polymers and base materials for organic plastics. Resins and resin-like substances therefore generally have solid to liquid organic substances at room temperature and also comprise sticky and non-crystalline materials which are soluble in the common organic solvents but poorly soluble or insoluble in water.
  • the resins and resin-like substances may in principle comprise naturally occurring and / or synthetic materials and usually appear yellowish to brownish or clear to hazy. The production and further processing of non-laminated laminates is also adversely affected by ash and fines in the core board.
  • waste paper which in principle may consist partly or completely of the recovered paper selected in step a) with respect to its fiber content, from the outset the lowest possible ash content and In addition, contains a sufficiently high proportion of long fibers, which contribute advantageously to a good porosity, air permeability and thus impregnability of the core carton. If the pulp suspension is only produced proportionally with respect to its pulp content from the recovered waste paper, fresh fibers are preferably used as further pulp component.
  • the pulp suspension is prepared so that on the one hand by cleaning or ash removal of the pulp suspension of the ash fraction of the dry fraction is set to a value of 15 wt .-% and on the other hand at least one additive from the group of retention agents and wet strength to Pulp suspension is added.
  • the cleaning or ash removal step can basically be dispensed with if the ash content of the pulp suspension is due to the use of particularly low-ash or even ashless raw materials already below the respective required limit value from the outset and no further purification of the pulp suspension appears necessary.
  • the addition of a retention agent allows the control of dewatering of the pulp suspension in the course of layer formation, while the addition of a wet strength agent advantageously increases the wet tensile strength of the formed layer.
  • percentages in the context of the present invention are to be regarded as weight percentages, unless stated otherwise.
  • the cleaning or deashing of the pulp suspension may in principle comprise one or more optionally different purification steps.
  • the addition of the at least one additive can in principle be carried out once or several times before, during or after the cleaning or deashing, wherein addition after completion of deashing is preferred in order to reliably avoid unnecessary losses of additive and any disruption of the purification. Due to the specifically selected waste paper and the controlled deashing of the pulp suspension can be advantageously dispensed with the addition of surface-active additives, in contrast to the prior art, without sacrificing air permeability, impregnability and wet tensile strength of the core cardboard would have to be accepted. This makes it possible to realize considerable cost savings and, together with the use of recycled waste paper, significantly improves the environmental balance of the core board produced according to the invention.
  • waste paper in particular kraft-containing waste paper of the main group 4 and / or recycled waste paper, is used as the recycled pulp mixture.
  • grade 4 heavy recovered paper grade refers to the CEPI list of European standard grades of waste paper and includes:
  • Used kraft corrugated board 1 used corrugated board packaging, blankets with kraftliners only, shaft made of pulp or semi-pulp;
  • Used kraft corrugated board 2 used corrugated board packaging with kraftliner or test liner covers, but with at least one blanket made of kraftliner;
  • Used Kraft Paper Bags Clean, used kraft paper bags, wet strength and non wet strength;
  • Unused Kraft Paper Bags Unused Kraft Paper Bags, Wet or Non-Wet;
  • Unused kraft paper bags with plastic-coated papers Unused kraft paper bags, wet-strength or non-wet-strength, plastic-coated papers are allowed;
  • OCC waste paper are so-called "old corrugated containers", meaning used corrugated cardboard, corrugated containers, boxes full of cardboard, etc., preferably from America (American Old Corrugated Containers, AOCC) .
  • AOCC have the advantage, among other things, that they usually from the outset have a relatively low proportion of ash, so that the relevant purification of the pulp mixture is correspondingly simplified or even completely avoided.
  • Ash contents of at most 15% by weight include, in particular, ash fractions of 15.0% by weight, 14.5% by weight, 14.0% by weight, 13.5% by weight, 13.0% by weight %, 12.5 wt%, 12.0 wt%, 11.5 wt%, 11.0 wt%, 10.5 wt%, 10.0 wt% %, 9.5 wt%, 9.0 wt%, 8.5 wt%, 8.0 wt%, 7.5 wt%, 7.0 wt%, 6.5 wt%, 6.0 wt%, 5.5 wt%, 5.0 wt%, 4.5 wt%, 4.0 wt%, 3, 5 wt .-%, 3.0 wt .-%, 2.5 wt .-%, 2.0 wt .-%, 1.5 wt .-%, l, 0 wt .-%, 0.5 wt .-% or 0 wt .-% and
  • At least one pulp suspension prior to the production of the layer system fresh fibers, in particular pulp are admixed, wherein the proportion of virgin fibers to the total fibers of the pulp suspension is preferably at most 20 wt .-%.
  • At least part of at least one pulp suspension is fractionated into a long fiber fraction and a short fiber fraction prior to the production of the layer system.
  • a double fractionation that is a separation of short and long fibers is made.
  • only part of the pulp suspension or the entire pulp suspension can be fractionated.
  • long fibers are normally recognized as rejects and sorted out.
  • the peculiarity of the present process step is that the long fibers are recovered from the reject of the fractionators and not discharged from the material system.
  • the pulp suspension is reconstituted by targeted mixing of long and short fibers or that the long and short fibers are admixed in the predetermined ratio to the pulp suspension. This also makes it possible to produce the layer system with accordingly particularly precise properties.
  • a layer system is produced in which at least one layer of the layer system has a freeness of at most 25 ° SR (degree Schopper-Riegler according to DIN EN ISO 5267-1), in particular a freeness between 20 ° SR and 8 ° SR , and / or in which at least one layer of the layer system has a freeness of at least 8 ° SR, in particular a freeness between 15 ° SR and 60 ° SR.
  • At least one layer has a freeness of 25 ° SR, 24 ° SR, 23 ° SR, 22 ° SR, 21 ° SR, 20 ° SR, 19 ° SR, 18 ° SR, 17 ° SR, 16 ° SR, 15 ° SR, 14 ° SR, 13 ° SR, 12 ° SR, 11 ° SR, 10 ° SR, 9 ° SR, 8 ° SR, 7 ° SR, 6 ° SR, 5 ° SR, 4 ° SR, 3 ° SR, 2 ° SR or 1 ° SR and / or that at least one layer has a freeness of 8 ° SR, 9 ° SR, 10 ° SR, 11 ° SR, 12 ° SR, 13 ° SR, 14 ° SR, 15 ° SR, 16 ° SR, 17 ° SR, 18 ° SR, 19 ° SR, 20
  • the additive of the pulp suspension based on the dry matter in a weight proportion of not more than 5.0% is added and / or that the additive comprises a retention agent, which the suspension based on the dry matter in a weight fraction of at most 1 , 2%, in particular between 0.2% and 0.9% is added, and / or that the additive comprises a wet strength, which the suspension based on the dry matter in a proportion by weight of not more than 2.2%, in particular between 0.5% and 2.0% is added.
  • Particularly preferred is a combination of polyethyleneimine as a retention agent and polyamidoamine-epichlorohydrin as a wet strength agent.
  • At least one core board is used for producing a laminate, in particular an HPL laminate and / or a CPL laminate and / or a compact plate and / or as a carrier material, in particular for resins or resin-like substances
  • a laminate in particular an HPL laminate and / or a CPL laminate and / or a compact plate and / or as a carrier material, in particular for resins or resin-like substances
  • An HPL laminate High Pressure Laminate
  • a CPL (Continuous Pressure Laminate) laminate is a laminated laminate made from several layers of core board in a continuous process. It can be produced in sheet form or as a roll and used, for example, for coating surfaces. Kompaktplat- Depending on the desired thickness, there are correspondingly many layers of the core board.
  • the at least one core board for producing the laminate impregnated with a resin or similar substance and / or pre-impregnated with a resin or similar substance and / or dried and / or is cut and / or pressed with at least one pre-impregnated impregnate.
  • the core board can be optimally adapted to its particular application and the specific production of the laminate.
  • the core paper or the core cardboard is only partially impregnated.
  • the resin is selected from a group comprising phenolic resins, phenolformaldehyde resins, melamine resins and melamine-formaldehyde resins, and / or that the core cardboard contains from 30% by weight to 100% by weight. % Resin is impregnated.
  • the desired properties of the laminate as well as the impregnability or resin absorption capacity of the core board or of the core board can be optimally taken into account. As a rule, a high impregnability of the core tons desired.
  • the core board with 30 wt .-%, 31 wt .-%, 32 wt .-%, 33 wt .-%, 34 wt .-%, 35 wt .-%, 36 wt .-%, 37 wt.
  • the core board has a good impregnability, at least predominantly can be made from recycled pulp mixture and has a low abrasiveness to further processing s tools.
  • the ability to produce the core board in terms of its pulp content with a high proportion or even completely from the recycled pulp mixture, the core board according to the invention also has a good air permeability and improved cost and environmental balance.
  • the core cardboard contains, in addition to a retention agent and / or a wet strength agent, further additives in order to achieve certain properties.
  • the layer system has an ash content of at most 8 wt .-% and preferably of at most 4 wt .-% and / or a proportion of virgin fibers of at most 20 wt .-% and / or a Proportion of waste paper of at least 80%, in particular of at least 95%.
  • Ash contents of at most 8% by weight include, in particular, ash fractions of 8.0% by weight, 7.5% by weight, 7.0% by weight, 6.5% by weight, 6.0% by weight %, 5.5 wt%, 5.0 wt%, 4.5 wt%, 4.0 wt%, 3.5 wt%, 3.0 wt%.
  • % 10.0 wt%, 10.5 wt%, 11.0 wt%, 11.5 wt%, 12.0 wt%, 12.5 wt% , 13.0 wt%, 13.5 wt%, 14.0 wt%, 14.5 wt%, 15.0 wt%, 15.5 wt%, 16 , 0 wt%, 16.5 wt%, 17.0 wt%, 17.5 wt%, 18.0 wt%, 18.5 wt%, 19.0 Wt .-%, 19.5 wt .-% or 20.0 wt .-% and corresponding intermediate values.
  • the layer system consists of at least 80 wt .-% of recycled pulp mixture.
  • shares of 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92% are 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100% and corresponding intermediate values such as 95.0%, 95.1%, 95.2%, 95.3%, 95.4%, 95.5%, 95.6%, 95, 7%, 95.8%, 95.9% or 96.0%.
  • the pulp content of the core cardboard is at least 80% or even completely made of recycled pulp, for example made of waste paper. As a result, a particularly good environmental balance and significant cost savings are achieved by not using fresh fibers.
  • the short fiber content according to Brecht-Holl is at most 60% by weight
  • the laminate 58 (impregnate) can be provided with a decorative paper 70, which in turn can be printed with a pattern, unprinted, uniformly dyed or preimpregnated.
  • the laminate 58 may be provided with pre-impregnated release papers, metal foils, plastic films, fiber materials, fabrics, etc. (1, 2 or more layers).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kernkartons (20). Erfindungsgemäß werden zumindest die Schritte a) Bereitstellen eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs, welches zumindest folgende Eigenschaften aufweist: der Feinstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt höchsten 50 Gew.-%; der Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt mindestens 10 Gew.-%; der Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl beträgt höchstens 60 Gew.-%; und der Ascheanteil nach ISO 1762 beträgt höchstens 20 Gew.-%, b) Herstellen wenigstens einer Faserstoffsuspension, welche zumindest einen Anteil des bereitgestellten Faserstoffgemischs enthält, c) Aufbereiten der wenigstens einen Faserstoffsuspension, indem zumindest eine Entaschung der Faserstoffsuspension durchgeführt wird, bis ein Ascheanteil der trockenen Fraktion der Faserstoffsuspension höchstens 15 Gew.-% beträgt, und indem wenigstens ein Additiv zur wenigstens einen Faserstoffsuspension zugegeben wird, wobei das Additiv ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nassverfestigern besteht, und d) Herstellen des Schichtsystems aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchgeführt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kernkarton (20) zur Herstellung eines Schichtstoffs (58).

Description

Verfahren zum Herstellen eines Kernkartons und Kernkarton für einen Schichtstoff Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kernkartons für einen Schichtstoff, einen Kernkarton mit einem Schichtsystem, die Verwendung eines solchen Kernkartons zur Herstellung eines Schichtstoffs, einen Schichtstoff mit einem derartigen Kernkarton sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Kernkartons. Laminierte Schichtstoffe bestehen in der Regel aus mehreren Lagen harzgetränkter Kernkartonschichten, die unter Hochdruck zusammengefügt werden. Derartige Schichtstoffe bilden als bahnförmige Trägermaterialien die Basis für Arbeitsplatten, Fensterbänke, Kaschierungen, Raumverkleidungen, Trennwände und vieles mehr. Die Kernkartonschichten werden aus einzelnen Lagen gleicher oder unterschiedlicher Kernkartone hergestellt, die je nach Flächenge- wicht grundsätzlich auch als Kernpapiere oder Kernpappen bezeichnet werden können. Jeder Kernkarton weist seinerseits ein Schichtsystem mit einer oder mehreren Schichten aus Faserstoffen auf. In Abhängigkeit des jeweiligen Einsatzzwecks des laminierten Schichtstoffs können neben den Schichten aus Kernkartonen noch weitere Schichten bzw. Lagen aus anderen Materialien zur Erfüllung bestimmter Eigenschaften vorgesehen sein. Weiterhin sind auch nicht-laminierte Schichtstoffe bekannt, bei denen mehrere Schichten bzw. Lagen von Kernkartonen ohne die Zuhilfenahme von Harzen miteinander verpresst sind.
Kernkartone und -papiere wurden lange Zeit ausschließlich aus Frischfaserstoffen hergestellt, um die spezifischen Anforderungen an Kernkartone im Hinblick auf Reißfestigkeit, Impräg- nierbarkeit, Weiterverarbeitbarkeit, optische Anmutung und dergleichen erfüllen zu können. Um den Verbrauch natürlicher Ressourcen und die mit der Verwendung von Frischfaserstoff verbundenen Rohstoffkosten zu verringern, werden manche Kernkartone mittlerweile zumindest anteilig aus recyceltem Altpapier hergestellt. Ein derartiger Kernkarton sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren eines solchen Kernkartons sind beispielsweise der WO 2011/141355 A1 zu entnehmen. Der dort beschriebene Kernkarton besteht zumindest an- teilig aus einem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch und umfasst als Additive neben Nass- verfestigern insbesondere grenzflächenaktive Wirksubstanzen zur Erhöhung der Kapillarität des Kernkartons. Die Kapillarität stellt eine wichtige Einflussgröße für die Imprägnierbarkeit von Kernkartonen mit Harzen dar.
Als nachteilig an den derzeit bekannten Kernkartonen, welche zumindest anteilig aus Altpapier hergestellt sind, hat sich herausgestellt, dass diese eine vergleichsweise hohe Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen wie beispielsweise Schneiden, Sägen und dergleichen aufweisen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Standzeiten der zur Herstellung von Schichtstoffen verwen- deten Werkzeuge aus, da die entsprechenden Schleif- und Schneidewerkzeuge hierdurch eine verkürzte Lebensdauer aufweisen und häufiger ausgetauscht werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht in der Verwendung von grenzflächenaktiven Wirksubstanzen, welche eine Belastung des Wasserkreislaufsystems an der Papiermaschine darstellen, die chemischen Gleichgewichte des Maschinenkreislaufs von Kartonmaschinen stören können, zu einer Erhö- hung der Herstellungskosten führen und nicht zuletzt Umwelt- und Abwasserbelastungen verursachen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches die Herstellung eines Kernkartons für einen Schichtstoff ermöglicht, wobei der Kernkarton trotz zumin- dest anteiliger Verwendung eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs eine geringere Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen, eine gute Luftdurchlässigkeit sowie eine verbesserte Kosten- und Umweltbilanz aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kernkarton zu schaffen, der zumindest anteilig aus einem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch besteht, eine geringere Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen, eine gute Luftdurch- lässigkeit und somit Imprägnierfähigkeit sowie eine verbesserte Kosten- und Umweltbilanz aufweist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verwendung eines derartigen Kernkartons zur Herstellung eines laminierten oder nicht-laminierten Schichtstoffs, einen entsprechenden Schichtstoff sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kernkartons anzugeben. Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Kernkarton mit den Merkmalen des Anspruch 25, durch die Verwendung gemäß Anspruch 32 eines solchen Kernkartons, durch einen Schichtstoff gemäß Anspruch 35 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 38 gelöst. Vor- teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens als vorteilhafte Ausgestaltungen des Kernkartons und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren, welches die Herstellung eines Kernkar- tons für einen Schichtstoff ermöglicht, wobei der Kernkarton trotz zumindest anteiliger Verwendung eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs eine geringere Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen, eine gute Luftdurchlässigkeit und somit Imprägnierfähigkeit sowie eine verbesserte Kosten- und Umweltbilanz aufweist. Hierzu werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest die Schritte a) Bereitstellen eines wiederaufbereiteten Faser- stoffgemischs welches zumindest folgende Eigenschaften aufweist:
der Feinstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt höchsten 50 Gew.-%;
der Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt mindestens 10 Gew.-%;
der Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl beträgt höchstens 60 Gew.-%; und der Ascheanteil nach ISO 1762 beträgt höchstens 20 Gew.-%,
b) Herstellen wenigstens einer Faserstoffsuspension, welche zumindest einen Anteil des bereitgestellten Faserstoffgemischs enthält, c) Aufbereiten der wenigstens einen Faserstoffsuspension, indem zumindest eine Entaschung der Faserstoffsuspension durchgeführt wird, bis ein Ascheanteil der trockenen Fraktion der Faserstoffsuspension höchstens 15 Gew.-% beträgt, und indem wenigstens ein Additiv zur wenigstens einen Faserstoffsuspension zugegeben wird, wobei das Additiv ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nass- verfestigern besteht, und d) Herstellen des Schichtsystems aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchgeführt. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Herstellung des Kernkartons zunächst ein wiederaufbereitetes Faserstoffgemisch mit den vorstehend genannten Eigenschaften bereitgestellt wird, aus dem im nächsten Schritt zumin- dest anteilig wenigstens eine faserhaltige Faserstoffsuspension hergestellt wird. Die genannten Grenzwerte des bereitgestellten Faserstoffgemischs werden dabei mittels des standardisierten Brecht-Holl- Verfahrens, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Brecht-Holl-Fraktionators bzw. gemäß der im Zellcheming Merkblatt VI/1/66 beschriebenen Prüfanweisung bestimmt. Unter einem der Feinstoffanteil von höchsten 50 Gew.-% sind insbesondere Feinstoffanteile von 0 Gew.-%, 1 Gew.-%, 2 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.-%, 7 Gew.- %, 8 Gew.-%, 9 Gew.-%, 10 Gew.-%, 11 Gew.-%, 12 Gew.-%, 13 Gew.-%, 14 Gew.-%, 15 Gew.-%, 16 Gew.-%, 17 Gew.-%, 18 Gew.-%, 19 Gew.-%, 20 Gew.-%, 21 Gew.-%, 22 Gew.- %, 23 Gew.-%, 24 Gew.-%, 25 Gew.-%, 26 Gew.-%, 27 Gew.-%, 28 Gew.-%, 29 Gew.-%, 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.- %, 38 Gew.-%, 39 Gew.-%, 40 Gew.-%, 41 Gew.-%, 42 Gew.-%, 43 Gew.-%, 44 Gew.-%, 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-% oder 50 Gew.-% sowie entsprechende Zwischenwerte wie etwa 29,0 Gew.-%, 29,1 Gew.-%, 29,2 Gew.-%, 29,3 Gew.-%, 29,4 Gew.-%, 29,5 Gew.-%, 29,6 Gew.-%, 29,7 Gew.-%, 29,8 Gew.-%, 29,9 Gew.-% usw. zu verstehen. Unter einem Langfaserstoffanteil von mindestens 10 Gew.-% sind insbesondere Langfaserstoffanteile von 10 Gew.-%, 11 Gew.-%, 12 Gew.-%, 13 Gew.-%, 14 Gew.-%, 15 Gew.-%, 16 Gew.-%, 17 Gew.-%, 18 Gew.-%, 19 Gew.-%, 20 Gew.-%, 21 Gew.-%, 22 Gew.- %, 23 Gew.-%, 24 Gew.-%, 25 Gew.-%, 26 Gew.-%, 27 Gew.-%, 28 Gew.-%, 29 Gew.-%, 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.- %, 38 Gew.-%, 39 Gew.-%, 40 Gew.-%, 41 Gew.-%, 42 Gew.-%, 43 Gew.-%, 44 Gew.-%, 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-%, 50 Gew.-%, 51 Gew.-%, 52 Gew.- %, 53 Gew.-%, 54 Gew.-%, 55 Gew.-%, 56 Gew.-%, 57 Gew.-%, 58 Gew.-%, 59 Gew.-%, 60 Gew.-%, 61 Gew.-%, 62 Gew.-%, 63 Gew.-%, 64 Gew.-%, 65 Gew.-%, 66 Gew.-%, 67 Gew.- %, 68 Gew.-%, 69 Gew.-%, 70 Gew.-%, 71 Gew.-%, 72 Gew.-%, 73 Gew.-%, 74 Gew.-%, 75 Gew.-%, 76 Gew.-%, 77 Gew.-%, 78 Gew.-%, 79 Gew.-%, 80 Gew.-%, 81 Gew.-%, 82 Gew.- %, 83 Gew.-%, 84 Gew.-%, 85 Gew.-%, 86 Gew.-%, 87 Gew.-%, 88 Gew.-%, 89 Gew.-%, 90 Gew.-%, 91 Gew.-%, 92 Gew.-%, 93 Gew.-%, 94 Gew.-%, 95 Gew.-%, 96 Gew.-%, 97 Gew.- %, 98 Gew.-%, 99 Gew.-% oder 100 Gew.-% sowie entsprechende Zwischenwerte zu verstehen. Ein Kurzfaseranteil von höchstens 60 Gew.-% bezeichnet daher dementsprechend Kurzfaseranteile von 0 Gew.-%, 1 Gew.-%, 2 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.- %, 7 Gew.-%, 8 Gew.-%, 9 Gew.-%, 10 Gew.-%, 11 Gew.-%, 12 Gew.-%, 13 Gew.-%, 14 Gew.-%, 15 Gew.-%, 16 Gew.-%, 17 Gew.-%, 18 Gew.-%, 19 Gew.-%, 20 Gew.-%, 21 Gew.- %, 22 Gew.-%, 23 Gew.-%, 24 Gew.-%, 25 Gew.-%, 26 Gew.-%, 27 Gew.-%, 28 Gew.-%, 29 Gew.-%, 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.- %, 37 Gew.-%, 38 Gew.-%, 39 Gew.-%, 40 Gew.-%, 41 Gew.-%, 42 Gew.-%, 43 Gew.-%, 44 Gew.-%, 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-%, 50 Gew.-%, 51 Gew.- %, 52 Gew.-%, 53 Gew.-%, 54 Gew.-%, 55 Gew.-%, 56 Gew.-%, 57 Gew.-%, 58 Gew.-%, 59 Gew.-% oder 60 Gew.-% sowie entsprechende Zwischenwerte. Es versteht sich, dass sich die Gewichts anteile aller Bestandteile eines Materials immer und ausschließlich zu 100% ergänzen. Die vorliegende Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass bei der Verwendung von Altpapier zur Herstellung von Kernkartonen entsprechend große Mengen an Druckfarben, anhängenden Verunreinigungen, Feinstoffen und Aschebestandteilen in die zur Herstellung des Kernkartons verwendete(n) Faserstoffsuspension(en) eingetragen werden. Die Aschebestandteile, welche auch als Glührückstände bezeichnet werden können, umfassen anorganische Verbindungen wie beispielsweise Calciumkarbonat, das während der Papierherstellung in der Oberflächen Veredelung von Papieren und Kartonen als Strichbestandteil eingesetzt wird. Weitere Aschebestandteile können Füllstoffe und Pigmente wie beispielsweise Talkum, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Bentonit, Bariumsulfat, Gips, Kaoline und dergleichen sein, die ebenfalls häufig bei der Papier- und Kartonherstellung verwendet werden. Als Feinstoffe werden in erster Linie cellulosehaltige Fasermaterialien und Faserreste be- zeichnet, die gemäß der Definition nach Brecht-Holl eine kürzere Faserlänge als sogenannte Kurzfasern aufweisen.
Wie die Anmelderin erkannt hat, ist in erster Linie der Ascheanteil für die Abrasivität des fertigen Kernkartons gegenüber üblichen Verarbeitung s Werkzeugen verantwortlich und verur- sacht stark verkürzte Lebensdauern sowie hohe Standzeiten der verwendeten Trennwerkzeuge. Weiterhin hat die Anmelderin festgestellt, dass der Einfluss von Asche - und in geringerem Ausmaß auch von Feinstoffen - auf die Imprägnierbarkeit und Luftdurchlässigkeit des fertigen Kernkartons mit Harzen sehr negativ ist, da sie sich aufgrund ihrer geringen Größe in den Zwischenräumen zwischen den Fasern, den sogenannten Kapillaren, anreichern und diese zusetzen. Damit werden bei der späteren Herstellung eines laminierten Schichtstoffs die Harz- Imprägnierung beziehungsweise die Füllung der vorhandenen Kapillaren des Kernkartons mit Harz oder ähnlichen Substanzen und damit die Qualität des laminierten Schichtstoffs erheblich verschlechtert. Unter Harzen und ähnlichen Substanzen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung generell Polymere und Grundstoffe für organische Kunststoffe verstanden. Harzen und harzähnliche Substanzen weisen daher bei Raumtemperatur in der Regel feste bis flüssige organische Stoffe auf und umfassen zudem klebrige und nichtkristalline Materialien, die in den gängigen organischen Lösungsmitteln löslich, jedoch schlecht löslich bzw. unlöslich in Wasser sind. Die Harze und harzähnlichen Substanzen können grundsätzlich natürlich vorkommende und/oder synthetische Materialien umfassen und erscheinen üblicherweise gelblich bis bräunlich bzw. klar bis trüb. Auch die Herstellung und Weiterverarbeitbarkeit von nicht-laminierten Schichtstoffen wird durch Asche und Feinstoffe im Kernkarton nachteilig beeinflusst. Durch die spezifische Auswahl von Altpapier mit den vorstehend genannten Eigenschaften wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass die in Schritt b) hergestellte Faserstoffsuspension, die bezüglich ihres Fasergehalts grundsätzlich teilweise oder vollständig aus dem in Schritt a) ausgewählten Altpapier bestehen kann, von vornherein einen möglichst geringen Ascheanteil und darüber hinaus einen ausreichend hohen Anteil an Langfasern enthält, die vorteilhaft zu einer guten Porosität, Luftdurchlässigkeit und somit Imprägnierbarkeit des Kernkartons beitragen. Falls die Faserstoffsuspension bezüglich ihres Faserstoffanteils nur anteilig aus dem bereitgestellten Altpapier hergestellt wird, werden als weitere Faserstoffkom- ponente bevorzugt Frischfasern verwendet. Allerdings kann es im Rahmen der Erfindung ohne weiteres vorgesehen sein, dass der Faserstoffanteil der Faserstoffsuspension ausschließlich aus dem bereitgestellten Altpapier besteht, da aufgrund der spezifischen Auswahl des Altpapiers die verschiedenen Vorteile der Erfindung auch bei einem 100%igen Altpapieranteil realisiert werden können. In Schritt c) wird die Faserstoffsuspension dahingehend aufbereitet, dass einerseits durch eine Reinigung bzw. Entaschung der Faserstoffsuspension der Ascheanteil der Trockenfraktion auf einen Wert von höchsten 15 Gew.-% eingestellt wird und dass andererseits wenigstens ein Additiv aus der Gruppe der Retentionsmittel und Nassverfestiger zur Faserstoffsuspension zugegeben wird. Es versteht sich, dass auf den Reinigungs- bzw. Entaschungsschritt grundsätzlich verzichtet werden kann, wenn der Ascheanteil der Faserstoff - Suspension aufgrund der Verwendung besonders aschearmer oder sogar aschefreier Rohstoffe bereits von vornherein unter dem jeweils geforderten Grenzwert liegt und keine darüber hinausgehende Reinigung der Faserstoffsuspension nötig erscheint. Die Zugabe eines Retenti- onsmittels ermöglicht die Steuerung der Entwässerung der Faserstoffsuspension bei der Schichtbildung, während die Zugabe eines Nassfestmittels die Nassreißfestigkeit der gebilde- ten Schicht vorteilhaft erhöht. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass prozentuale Angaben im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich als Gewichtsprozente anzusehen sind sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist. Die Reinigung bzw. Entaschung der Faserstoffsuspension kann dabei grundsätzlich einen oder mehrere gegebenenfalls unterschiedliche Aufreinigungsschritte umfassen. Die Zugabe des wenigstens einen Additivs kann grundsätzlich einmal oder mehrmals vor, während oder nach der Reinigung bzw. Entaschung vorgenommen werden, wobei eine Zugabe nach Abschluss der Entaschung bevorzugt ist, um unnötige Verluste an Additiv und etwaige Störungen der Aufreinigung zuverlässig zu vermeiden. Aufgrund des spezifisch ausgewählten Altpapiers und der kontrollierten Entaschung der Faserstoffsuspension kann im Gegensatz zum Stand der Technik vorteilhaft auf die Zugabe von grenzflächenaktiven Additiven verzichtet werden, ohne dass Einbußen im Hinblick auf Luftdurchlässigkeit, Imprägnierbarkeit und Nassreißfestigkeit des Kernkartons hingenommen werden müssten. Dies ermöglicht die Realisierung erheblicher Kosteneinsparungen und verbessert zusammen mit der Verwendung von recyceltem Altpapier die Umweltbilanz des erfindungsgemäß hergestellten Kernkartons signifikant. Neben den genannten Additiven aus der Gruppe der Retentionsmittel und Nassverfestiger können jedoch grundsätzlich noch weitere Additive verwendet werden, um die Faserstoffsuspension bzw. den Kernkarton und/oder einen aus dem Kernkarton hergestellten Schichtstoff mit gewünschten Eigenschaften auszustatten. Grundsätzlich kann ein Kernkarton hergestellt werden, der ausschließlich aus dem ein- oder mehrschichtigen Schichtsystem besteht. Alternativ können zusätzlich zum Schichtsystem weitere Elemente, beispielsweise Kunststofffolien, Metallfolien oder dergleichen mit dem Schichtsystem verbunden werden. Weiterhin kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass ein Schichtsystem hergestellt wird, das nur aus einer einzigen Schicht besteht. Alternativ kann ein Schichtsystem aus mehreren Schichten hergestellt werden. Die Herstellung des Schichtsystems kann beispielsweise mittels einer Kartonmaschine erfolgen. Zur besonders einfachen Einhaltung der in Schritt a) geforderten Eigenschaften hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn als wiederaufbereitetes Faserstoffgemisch Altpapier, insbesondere krafthaltige Altpapiersorten der Hauptgruppe 4 und/oder OCC- Altpapier verwendet wird. Die Angabe„krafthaltige Altpapiersorte der Hauptgruppe 4" bezieht sich dabei auf die CEPI-Liste der europäischen Standardsorten für Altpapier und umfasst:
Neue Späne aus Wellpappe: Neue Späne aus Wellpappe mit Decken aus Kraft- oder
Testlinern;
Unbenutzte Kraftwellpappe: Unbenutzte Verpackungen, Bogen und Späne aus Wellpappe, ausschließlich mit Kraftlinern. Welle aus Zellstoff oder Halbzellstoff. - Unbenutzte Wellpappe: Unbenutzte Verpackungen, Bogen und Späne aus Wellpappe mit Decken aus Kraft- oder Testlinern;
Gebrauchte Kraftwellpappe 1: Gebrauchte Verpackungen aus Wellpappe, Decken ausschließlich mit Kraftlinern, Welle aus Zellstoff oder Halbzellstoff;
Gebrauchte Kraftwellpappe 2: Gebrauchte Verpackungen aus Wellpappe, mit De- cken aus Kraftlinern oder Testlinern, wobei jedoch mindestens eine Decke aus Kraftlinern hergestellt ist;
Gebrauchte Kraftpapiersäcke: Saubere, gebrauchte Kraftpapiersäcke, nassfest und nicht nassfest;
Gebrauchte Kraftpapiersäcke mit kunststoffbeschichteten Papieren, saubere, ge- brauchte Kraftpapiersäcke, nassfest und nicht nassfest, kunststoffbeschichtete Papiere sind zugelassen;
Unbenutzte Kraftpapiersäcke: Unbenutzte Kraftpapiersäcke, nassfest oder nicht nassfest;
Unbenutzte Kraftpapiersäcke mit kunststoffbeschichteten Papieren: Unbenutzte Kraftpapiersäcke, nassfest oder nicht nassfest, kunststoffbeschichtete Papiere sind zugelassen;
Gebrauchtes Kraftpapier: Kraftpapier und -pappe, gebraucht, naturfarbig oder hell. Unbenutztes Kraftpapier: Späne und andere Kraftpapiere und -pappen, unbenutzt, naturfarbig; und Unbenutzter Krafttragekarton: Unbenutzter Krafttragekarton, nassfestes Papier zugelassen.
Hierdurch können die Vorgaben im Hinblick auf Feinstoffanteil, Langfaserstoffanteil, Kurzfaseranteil und Ascheanteil vergleichsweise einfach eingestellt werden. Unter OCC-Altpapier werden sogenannte„old corrugated Containers", das heißt gebrauchte Wellpappen, Wellbehälter, Kistenvollpappen etc. verstanden, die vorzugsweise aus Amerika stammen (american old corrugated Containers, AOCC). AOCC haben unter anderem den Vorteil, dass sie in der Regel von vornherein einen relativ geringen Ascheanteil aufweisen, so dass die diesbezügliche Aufreinigung des Faserstoffgemischs entsprechend vereinfacht wird oder sogar vollständig ver- mieden werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Schichtsystem hergestellt, welches einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-%, insbesondere von höchstens 8 Gew.-% und vorzugsweise von höchstens 4 Gew.-% aufweist und/oder welches einen Anteil von mindes- tens 80 %, vorzugsweise von mindestens 95 % des bereitgestellten wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs enthält. Unter einem Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% sind insbesondere Ascheanteile von 15,0 Gew.-%, 14,5 Gew.-%, 14,0 Gew.-%, 13,5 Gew.-%, 13,0 Gew.-%, 12,5 Gew.-%, 12,0 Gew.-%, l l,5 Gew.-%, l l,0 Gew.-%, 10,5 Gew.-%, 10,0 Gew.-%, 9,5 Gew.-%, 9,0 Gew.-%, 8,5 Gew.-%, 8,0 Gew.-%, 7,5 Gew.-%, 7,0 Gew.-%, 6,5 Gew.-%, 6,0 Gew.-%, 5,5 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 2,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, l,0 Gew.-%, 0,5 Gew.-% oder 0 Gew.-% sowie entsprechende Zwischenwerte wie beispielsweise 5,0 Gew.-%, 4,9 Gew.-%, 4,8 Gew.-%, 4,7 Gew.-%, 4,6 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 4,4 Gew.-%, 4,3 Gew.-%, 4,2 Gew.-%, 4,1 Gew.-%, 4,0 Gew.-% etc. zu verstehen. Hierdurch kann ein Kernkarton hergestellt werden, der eine beson- ders niedrige Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen besitzt und zudem besonders hohe Qualitätsansprüche hinsichtlich Luftdurchlässigkeit und Imprägnierbarkeit erfüllt. Dabei kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass alle Schichten des Schichtsystems mit einem Ascheanteil unter 15 Gew.-% hergestellt werden, oder dass manche Schichten einen höheren Ascheanteil und andere Schichten einen entsprechend niedrigeren Ascheanteil besitzen, solange sicherge- stellt ist, dass das gesamte Schichtsystem einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% besitzt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Faserstoffsuspension bezüglich ihres Feststoffgehalts zu mindestens 80 Gew.-% aus dem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch, beispielsweise aus Altpapier besteht. Unter einem Faserstoffgemisch-Anteil von mindestens 80 % sind insbesondere Anteile von 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 % oder 100 % sowie entsprechende Zwischenwerte wie beispielsweise 95,0 %, 95,1 %, 95,2 %, 95,3 %, 95,4 %, 95,5 %, 95,6 %, 95,7 %, 95,8 %, 95,9 % oder 96,0 % zu verstehen. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der Faseranteil der Faserstoffsuspension - abgesehen von Additiven - zumindest zu 80 % oder vollständig aus dem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch besteht. Hierdurch werden eine besonders gute Umweltbilanz sowie erhebliche Einsparungen durch den Verzicht auf Frischfasern erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens einer Faserstoffsuspension vor dem Herstellen des Schichtsystems Frischfasern, insbesondere Zellstoff, zugemischt werden, wobei der Anteil der Frischfasern an den Gesamtfasern der Faserstoffsuspension vorzugsweise höchstens 20 Gew.-% beträgt. Durch das Zumischen von Frischfasern können grundsätzlich Schichten mit höheren Luftdurchlässigkeits werten hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Frischfasern der Faserstoffsuspension mit einem auf den Faseranteil der Faserstoffsuspension bezogenen Gewichts anteil von 1,0 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 2,5 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 5,5 Gew.-%, 6,0 Gew.-%, 6,5 Gew.-%, 7,0 Gew.-%, 7,5 Gew.-%, 8,0 Gew.-%, 8,5 Gew.-%, 9,0 Gew.-%, 9,5 Gew.-%, 10,0 Gew.-%, 10,5 Gew.-%, 11,0 Gew.-%, 11,5 Gew.-%, 12,0 Gew.-%, 12,5 Gew.-%, 13,0 Gew.-%, 13,5 Gew.-%, 14,0 Gew.-%, 14,5 Gew.-%, 15,0 Gew.-%, 15,5 Gew.-%, 16,0 Gew.-%, 16,5 Gew.-%, 17,0 Gew.-%, 17,5 Gew.-%, 18,0 Gew.- %, 18,5 Gew.-%, 19,0 Gew.-%, 19,5 Gew.-% oder 20,0 Gew.-% zugemischt. Die Zumischung kann dabei grundsätzlich zu jedem beliebigen Verfahrenszeitpunkt vor der Herstellung des Schichtsystems einfach oder mehrfach erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Zumischung unmittelbar vor der Herstellung des Schichtsystems, um Frischfaserverluste, unerwünschte Verkürzungen der Frischfasern und dergleichen während der Aufbereitung der Faserstoffsuspension zu vermeiden. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn zum Aufbereiten der Faserstoffsuspension ein Sortierer und/oder eine vorzugsweise mehrstufige Cleaneranlage und/oder ein Disperger und/oder eine Flotationseinrichtung und/oder eine Variospliteinrichtung verwendet wird. Hierdurch kann ei- ne besonders zuverlässige Aufreinigung und Entaschung der altpapierhaltigen Faserstoffsuspension bei gleichzeitig besonders schonender Behandlung des Langfaseranteils erreicht werden. Dabei können grundsätzlich beliebige Kombinationen der angegebenen Aufbereitungseinrichtungen verwendet werden. Hierdurch können einerseits Eigenheiten des ausgewählten Altpapiers besonders gut berücksichtig werden, andererseits können auf diese Weise Faser- stoff Suspensionen unterschiedlich aufbereitet werden, um ein Schichtsystem mit unterschiedlichen Schichten herstellen zu können. Ein Sortierer kann beispielsweise als zentrifugal arbeitender Grobschmutzsortierer verwendet werden, der aus einem feststehenden Sortierkorb und einem Rotor besteht, der durch seine Bewegung Überdruck und Unterdruck erzeugt, wodurch Fremdstoffe wie Kunststoff, Glas und Metall als Rejekt aus der Faserstoff Suspension ausge- schleust und die Sortierkorbflächen freigehalten werden. Mit Hilfe einer Cleaneranlage können schwerere und abrasive Teilchen mit einem höheren spezifischen Gewicht als Zellulosefaser, beispielsweise Sand, Glas und Aschekomponenten, aus der Faserstoffsuspension abgetrennt werden. Hierzu wird die Faserstoffsuspension bei hoher Wasserverdünnung (beispielsweise 2% Stoffdichte) mittels Zentrifugalbeschleunigung gegen eine konische Wand der Cleaneranlage gedrückt und über die Schwerkraft am unteren Ende der Cleaneranlage als Rejekt ausgeschleust. Dieses Trennungsverfahren kann vorzugsweise in 3 oder 4 Stufen durchgeführt werden, um einen entsprechend hohen Reinigungsgrad zu erzielen. Alternativ oder zusätzlich können Disperger bzw. Dispergergarnituren verwendet werden, welche eine Homogenisierung der Faserstoffsuspension und eine Zerkleinerung von etwaigen Verunreinigungen unter die Sichtbarkeitsgrenze ermöglichen.
Je größer dabei der Abstand der Zahnkränze und der Zähne auf der Dispergergarnitur zueinander sind und je größer der Spalt zwischen den Dispergerscheiben ist, desto schonender kann die Stoffdispergierung erfolgen, so dass die Homogenisierung der Faserstoffsuspension zu- mindest weitgehend ohne bzw. ohne nennenswerte Verkürzung der Fasern durchgeführt wer- den kann. Bei einer Flotationseinrichtung werden Feinstoffe, Asche, Druckfarben und der gleichen durch Anlagerungen an Luftblasen zur Oberfläche floriert und können aus der Faserstoffsuspension ausgetragen werden. Bei einer Variospliteinrichtung wird die Faserstoffsuspension zwischen eine rotierende Walze und ein rotierendes Sieb eingespritzt. Das rotierende Sieb presst dabei die Faserstoffsuspension gegen die rotierende Walze. Dadurch wird viel Wasser aus der Faserstoffsuspension ausgetragen, wobei mit dem Wasser gleichzeitig auch Asche und Feinstoffe ausgetragen werden. Eine Variospliteinrichtung kann daher gleichzeitig zur Eindickung der Faserstoffsuspension verwendet werden. Vorzugsweise werden zur Entaschung der Faserstoffsuspension zumindest eine Grobschmutzsortierung, insbesondere mit Hilfe eines Sortierers, sowie eine Feinschmutzsortierung, insbesondere mittels einer vorzugsweise mehrstufigen Cleaneranlage, durchgeführt.
Indem wenigstens eine Faserstoffsuspension vor dem Herstellen des Schichtsystems eingedickt wird, ist eine präzise Einstellung des Faser- und Feststoffgehalts ermöglicht. Darüber hinaus erlaubt das Eindicken eine einfachere Handhabung und Zwischenlagerung der Faserstoffsuspension, beispielsweise in einer Vorratsbütte. Weiterhin kann die Schichtbildung auf der Kartonmaschine durch einen Eindickungs schritt besonders präzise erfolgen werden. Darüber hinaus ergeben sich verschiedene Zeit- und Kostenvorteile, da die erforderlichen Trocknungsstrecken und -zeiten entsprechend verkürzt werden können.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn zumindest ein Teil wenigstens einer Faserstoffsuspension vor dem Herstellen des Schichtsystems in einen Langfaseranteil und einen Kurzfaseranteil fraktioniert wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass im Rahmen der Aufbereitung der Faserstoffsuspension eine Doppelfraktionierung, das heißt eine Trennung von Kurz- und Langfasern vorgenommen wird. Dabei kann grundsätzlich nur ein Teil der Faserstoffsuspension oder die gesamte Faserstoffsuspension fraktioniert werden. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Sortierverfahren werden Langfaser normalerweise als Rejekt erkannt und aussortiert. Die Besonderheit des vorliegenden Verfahrens schritts liegt darin, dass die Langfasern vom Rejekt der Fraktionierer zurückgewonnen und nicht aus dem Stoffsystem ausgeschleust werden. Das kann beispielsweise durch eine besonders hohe Verdünnung, Anpassung der Ro- tordrehzahlen eines Sortierers und durch die Anpassung der Differenzdrücke zwischen Einlauf und Auslauf eines Fraktionierers erfolgen. Wie bereits erwähnt sind die Langfaser im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Porosität, Luftdurchlässigkeit und Imprägnierbar- keit des Kernkartons von großer Bedeutung. Durch die Auftrennung von Kurz- und Langfa- sern wird die Möglichkeit geschaffen, den Anteil von Kurz- und Langfasern in der Faserstoffsuspension besonders präzise einzustellen, so dass das Schichtsystem mit dementsprechend besonders präzisen Eigenschaften hergestellt werden kann. Grundsätzlich gilt, dass die Porosität, Luftdurchlässigkeit und Imprägnierbarkeit einer Schicht umso höher sind, je größer die Faserlänge des Faserstoffes und je höher der Langfaseranteil im Gesamtfaserstoff sind.
Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Langfaseranteil und/oder der Kurzfaseranteil mit Wasserdampf beaufschlagt und/oder homogenisiert und/oder dispergiert wird. Durch das Beaufschlagen mit Wasserdampf werden die Fasern geschmeidig und bruchresistenter, wodurch unerwünschte Beschädigungen und Faserverkürzung vorteil- haft verhindert werden. Durch Homogenisieren und/oder Dispergieren der Fasern kann die Qualität der im Folgenden hergestellten Schicht weiter verbessert und ihre Eigenschaften insbesondere im Hinblick auf ihre Porosität und Luftdurchlässigkeit besonders präzise eingestellt werden. Die Homogenisierung bzw. Dispergierung kann beispielsweise mittels eines Disper- gers erfolgen, wobei die Beaufschlagung mit Wasserdampf vorzugsweise vor dem Eintritt der Faserstoffsuspension in den Disperger erfolgt.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Langfaseranteil und der Kurzfaseranteil nach dem Fraktionieren in einem vorbestimmten Verhältnis zur Faserstoffsuspension gemischt werden. Dabei kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass die Faserstoffsuspension durch gezieltes Mi- sehen von Lang- und Kurzfasern rekonstituiert wird oder dass die Lang- und Kurzfasern im vorbestimmten Verhältnis zur Faserstoffsuspension zugemischt werden. Auch hierdurch kann das Schichtsystem mit dementsprechend besonders präzisen Eigenschaften hergestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur besonders präzisen Einstellung der spezifischen Eigenschaften des Schichtsystems bzw. des Kernkartons ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass das Schichtsystem mit wenigstens zwei und vorzugsweise mit wenigstens drei Schichten hergestellt wird. Beispielsweise kann das Schichtsystem mit 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr Schichten hergestellt werden, wobei mindestens drei Schichten oder höchstens vier Schichten für viele Anwendungsbereiche besonders bevorzugt sind. Die Zahl der gleichzeitig herstellbaren Schichten wird dabei in der Regel durch die jeweils verwendete Kartonmaschine, Papiermaschine, Wellpappenmaschine oder dergleichen bestimmt, die beispielsweise eine entsprechende Anzahl an Langsieben, Hybridformern, Obersiebentwässerungen und dergleichen aufweisen muss. Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens zwei unterschiedlich hergestellte und/oder unterschiedlich aufbereitete Faserstoffsuspensionen zum Herstellen des Schichtsystems verwendet werden. Durch das Vorhandensein mehrerer Schichten sind unterschiedliche Rohstoffrezepturen pro Schicht möglich. Weiterhin ist eine unterschiedliche Auflösung der Rohstoffzusammensetzung über mehrere Pulper möglich. Schließlich kann je nach Schicht bzw. Lage eine spezifische Aufbereitung der Faserstoffsuspension vorgenommen werden. Hierdurch kann das Schichtsystem optimal an seinen jeweiligen Einsatzzweck ange- passt ausgebildet werden.
Eine besonders gute Imprägnierbarkeit des Kernkartons wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, dass wenigstens eine äußere Schicht des Schichtsystems poröser als eine darunterliegende innere Schicht des Schichtsystems hergestellt wird und/oder dass wenigstens eine innere Schicht des Schichtsystems poröser als eine weiter außen liegende Schicht des Schichtsystems hergestellt wird und/oder dass alle Schichten des Schichtsystems mit einer zumindest im Wesentlichen gleichen Porosität hergestellt werden. Insbesondere bei einem Schichtsystem aus drei oder mehr Schichten kann vorgesehen sein, dass die beiden äußeren Schichten poröser als die innere(n) Schicht(en) hergestellt werden. Auf diese Weise kann das beim Imprägnieren verwendete Harz und/oder die harzähnliche Substanz besonders schnell in das gesamte Schichtsystem eindringen und das Schichtsystem vollständig benetzen. Alternativ können die äußeren Schichten auch weniger porös als die innere(n) Schicht(en) hergestellt werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass alle Schichten zumindest im Wesentli- chen die gleiche Porosität aufweisen, wobei die Porosität je nach Anwendungszweck des Kernkartons auf höhere oder niedrigere Werte eingestellt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn ein Schichtsystem hergestellt wird, bei dem wenigstens eine Schicht des Schichtsystems einen Mahlgrad von höchstens 25°SR (Grad Schopper- Riegler nach DIN EN ISO 5267-1), insbesondere einen Mahlgrad zwischen 20°SR und 8°SR, aufweist und/oder bei dem wenigstens eine Schicht des Schichtsystems einen Mahlgrad von mindestens 8°SR, insbesondere einen Mahlgrad zwischen 15°SR und 60°SR, aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Schicht einen Mahlgrad von 25°SR, 24°SR, 23°SR, 22°SR, 21°SR, 20°SR, 19°SR, 18°SR, 17°SR, 16°SR, 15°SR, 14°SR, 13°SR, 12°SR, 11°SR, 10°SR, 9°SR, 8°SR, 7°SR, 6°SR, 5°SR, 4°SR, 3°SR, 2°SR oder 1°SR besitzt und/oder dass wenigstens eine Schicht einen Mahlgrad von 8°SR, 9°SR, 10°SR, 11°SR, 12°SR, 13°SR, 14°SR, 15°SR, 16°SR, 17°SR, 18°SR, 19°SR, 20°SR, 21°SR, 22°SR, 23°SR, 24°SR, 25°SR, 26°SR, 27°SR, 28°SR, 29°SR, 30°SR, 31°SR, 32°SR, 33°SR, 34°SR, 35°SR, 36°SR, 37°SR, 38°SR, 39°SR, 40°SR, 41°SR, 42°SR, 43°SR, 44°SR, 45°SR, 46°SR, 47°SR, 48°SR, 49°SR, 50°SR, 51°SR, 52°SR, 53°SR, 54°SR, 55°SR, 56°SR, 57°SR, 58°SR, 59°SR oder 60°SR besitzt. Je kleiner der Mahlgrad der aufbereiteten Faserstoffsuspension bei der Blattbildung auf der Kartonmaschine ist, desto höher sind die Luftdurchlässigkeit und damit die Imprägnierbarkeit des fertigen Kernkartons. Die Eigenschaft der Porosität wird bei der Gestaltung der einzelnen Schichten des Schichtsystems ausgenutzt. Höhere Mahlgrade der betreffenden Schicht(en) führen demgegenüber zu einer höheren mechanischen Stabilität und Festigkeit des Schichtsystems.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Additiv der Faserstoffsuspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Gewichts anteil von höchstens 5,0 % zugegeben wird und/oder dass das Additiv ein Retentionsmittel umfasst, welches der Suspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Gewichts anteil von höchstens 1,2 %, insbesondere zwischen 0,2 % und 0,9 % zugegeben wird, und/oder dass das Additiv einen Nassverfestiger umfasst, welcher der Suspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Gewichts anteil von höchstens 2,2 %, insbe- sondere zwischen 0,5 % und 2,0 % zugegeben wird. Unter einem Gewichtsanteil von höchs- tens 5,0 % sind dabei insbesondere Gewichtsanteile von 5,0 %, 4,9 %, 4,8 %, 4,7 %, 4,6 %, 4,5 %, 4,4 %, 4,3 %, 4,2 %, 4,1 %, 4,0 %, 3,9 %, 3,8 %, 3,7 %, 3,6 %, 3,5 %, 3,4 %, 3,3 %, 3,2 %, 3,1 %, 3,0 %, 2,9 %, 2,8 %, 2,7 %, 2,6 %, 2,5 %, 2,4 %, 2,3 %, 2,2 %, 2,1 %, 2,0 %, 1,9 %, 1,8 %, 1,7 %, 1,6 %, 1,5 %, 1,4 %, 1,3 %, 1,2 %, 1,1 %, 1,0 %, 0,9 %, 0,8 %, 0,7 %, 0,6 %, 0,5 %, 0,4 %, 0,3 %, 0,2 %, 0,1 % oder weniger zu verstehen. Retentionsmittel dienen grundsätzlich zur Steuerung der Entwässerung bei der Blatt- bzw. Schichtbildung auf der Kartonmaschine. Als besonders vorteilhaft haben sich grundsätzlich Gewichts anteile von 0,3 % bis 0,8 % Retentionsmittel gezeigt. Der Einsatz von Nassfestmitteln stellt insbesondere eine abrissfreie Imprägnierung des fertigen Kernkartons mit Tränkharz bei einer anschließenden Herstellung eines Schichtstoffs sicher. In Abhängigkeit der Eigenschaften der Faserstoff Suspension der gewünschten Schichteigenschaften haben sich Gewichtsanteile an Nassfestmittel bis 2,0 % als besonders vorteilhaft gezeigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Additiv wenigstens ein Retentionsmittel aus der Gruppe Polyacrylamide, Polyethylenimine und Poly- amidimine und/oder wenigstens ein Nassfestmittel aus der Gruppe Polyamidoamin- Epichlorhydrinharze, Epoxidharze, Polyaminharze, Isocyanatharze, Melamin- Formaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Formaldehydharze, Dialdehydstärke, Glyo- xal, Glutaraldehyd und/oder ein Copolymer aus wenigstens zwei der aufgeführten Substanzen verwendet wird. Besonders bevorzugt ist eine Kombination aus Polyethylenimin als Retentionsmittel und Polyamidoamin-Epichlorhydrin als Nassfestmittel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Herstellung des Schichtsystems anfallendes Prozesswasser der Kartonmaschine gereinigt, insbe- sondere mittels einer Mikroflotationseinrichtung entascht wird und/oder zum Herstellen wenigstens einer Faserstoffsuspension verwendet wird. Wegen des kontinuierlichen Eintrags von Asche und Feinstoffen über das verwendete Altpapier reichern sich auch die Siebwasserkreisläufe der Kartonmaschine während der Herstellung des Kernkarton kontinuierlich an. Daher ist eine kontinuierliche Abtrennung von Asche und von Feinstoffen während der Herstellung des Kernkartons vorteilhaft, um die Qualitätsansprüche hinsichtlich Luftdurchlässigkeit, Im- prägnierbarkeit und Abrasivität zu erfüllen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Mikro- flotationseinrichtung (Druckentspannungsflotation) erfolgen. Die Reinigung s Wirkung der Mikroflotationseinrichtung kann dabei vorteilhaft über die Größe der Luftblasen und den volumenbezogenen Luftgehalt an die mittleren Durchmesser der zu entfernenden Partikel einge- stellt werden. Indem das aufgereinigte Prozesswasser wieder zurückgeführt und zur Herstellung der Faserstoffsuspension verwendet wird, ergeben sich aufgrund der Einsparung von Frischwasser weitere Umwelt- und Kostenvorteile.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Flächenge- wicht, Feuchtigkeitsgehalt, Dichte, Reißlänge trocken, Reißlänge feucht, Luftdurchlässigkeit, Ascheanteil, Imprägnierbarkeit und Porosität des hergestellten Kernkartons ermittelt wird. Hierdurch ist vorteilhaft eine Qualitätskontrolle des hergestellten Schichtsystems bzw. Kernkartons ermöglicht. Falls bei einem ermittelten Parameter Abweichungen von einem Soll- Wert festgestellt werden, kann vorgesehen sein, dass ein mit dem betreffenden Parameter in Wirkverbindung stehender Prozessparameter entsprechend verändert wird.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Imprägnierbarkeit des Kernkartons mit Hilfe einer Ultraschallmessung ermittelt wird. Dies stellt eine einfache, kostengünstige und schnelle Möglichkeit dar, um die Harzaufnahmefähigkeit des Kernkartons zu beurteilen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Kernkarton zum Herstellen eines Schichtstoffs, insbesondere eines HPL-Schichtstoffs und/oder eines CPL-Schichtstoffs und/oder einer Kompaktplatte und/oder als Trägermaterial, insbesondere für Harze oder harzähnlichen Substanzen verwendet wird. Bei einem HPL- Schichtstoff (High Pressure Laminate) handelt es sich um einen im Hochdruckpress- Verfahren hergestellten laminierten Schichtstoff in Plattenform, welcher aus mehreren Lagen des Kernkartons hergestellt wird. Bei einem CPL-Schichtstoff (Continuous Pressure Laminate) handelt es sich um einen laminierten und im kontinuierlichen Verfahren aus mehreren Lagen Kernkarton hergestellten Schichtstoff. Es kann in Plattenform oder als Rollenware herge- stellt und beispielsweise zur Beschichtung von Oberflächen verwendet werden. Kompaktplat- ten bestehen je nach gewünschter Dicke aus entsprechend vielen Lagen des Kernkartons. Sie eignen sich insbesondere für Verkleidungszwecke. Weitere grundsätzlich mögliche Ausgestal- tungs- und Verwendungsarten für Schichtstoffe und Kompaktplatten umfassen beispielhaft Fassaden und hinterlüftete Fassadensysteme wie etwa Balkone, Geländerverkleidungen, Brüs- tungen, Abgrenzungen, Sicht- und Windschutz, Vordächer, Geschäftsportale und Kabinenbau, Innenanwendungen wie beispielsweise Wände, Trennwände, Decken, Türen, Fußbodenbeläge, Treppen, Möbel, Stühle, Tische, Leisten, Fensterbänke, Arbeitsplatten, Theken, Waschtische und Nasszellenelemente sowie Außenanwendungen wie beispielsweise Balkone, Fassaden, Teilfassaden, Laibungen, Außenmöbel oder Schilder. Grundsätzlich kann der erfindungsge- mäß hergestellte Kernkarton aber auch zur Herstellung weiterer Schichtstoffe verwendet werden, beispielsweise für Overlays, Dekorpapiere, Dekorkartone, Dekorpappen, Folien, Vliesmaterialien, Vorimprägnate, Trägerplatten, Faserverbundwerkstoffe und Gegenzüge. Weiterhin kann der Einsatz als Trägermaterial für andere Harze oder harzähnlichen Substanzen vorgesehen sein. Dies ist zum Beispiel beim Einsatz zur Herstellung von Teerpappen, Bitumen etc. der Fall.
Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigstens eine Kernkarton zum Herstellen des Schichtstoffs mit einem Harz oder einer ähnlichen Substanz imprägniert und/oder mit einem Harz oder einer ähnlichen Substanz vorim- prägniert und/oder getrocknet und/oder zugeschnitten und/oder mit wenigstens einem Vo- rimprägnat verpresst wird. Hierdurch kann der Kernkarton optimal an seinen jeweiligen Einsatzzweck und die spezifische Herstellung des Schichtstoffs angepasst werden. Bei einem Vo- rimprägnat ist das Kernpapier bzw. der Kernkarton nur teilweise imprägniert. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass das Harz ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Phenol-Harze, Phenolformaldehyd-Harze, Melamin-Harze und Melaminformaldehyd-Harze umfasst, und/oder dass der Kernkarton mit 30 Gew.-% bis 100 Gew.-% Harz imprägniert wird. Hierdurch können die gewünschten Eigenschaften des Schichtstoffs sowie die Impräg- nierbarkeit bzw. Harzaufnahmefähigkeit des Kernkartons oder der Kernkartone optimal be- rücksichtigt werden. Grundsätzlich ist in der Regel eine hohe Imprägnierbarkeit des Kernkar- tons erwünscht. Beispielsweise kann der Kernkarton mit 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.-%, 38 Gew.-%, 39 Gew.-%, 40 Gew.-%, 41 Gew.-%, 42 Gew.-%, 43 Gew.-%, 44 Gew.-%, 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-%, 50 Gew.-%, 51 Gew.-%, 52 Gew.-%, 53 Gew.-%, 54 Gew.-%, 55 Gew.-%, 56 Gew.-%, 57 Gew.-%, 58 Gew.-%, 59 Gew.-%, 60 Gew.-%, 61 Gew.-%, 62 Gew.-%, 63 Gew.-%, 64 Gew.-%, 65 Gew.-%, 66 Gew.-%, 67 Gew.-%, 68 Gew.-%, 69 Gew.-%, 70 Gew.-%, 71 Gew.-%, 72 Gew.-%, 73 Gew.-%, 74 Gew.-%, 75 Gew.-%, 76 Gew.-%, 77 Gew.-%, 78 Gew.-%, 79 Gew.-%, 80 Gew.-%, 81 Gew.-%, 82 Gew.-%, 83 Gew.-%, 84 Gew.-%, 85 Gew.-%, 86 Gew.-%, 87 Gew.-%, 88 Gew.-%, 89 Gew.-%, 90 Gew.-%, 91 Gew.-%, 92 Gew.-%, 93 Gew.-%, 94 Gew.-%, 95 Gew.-%, 96 Gew.-%, 97 Gew.-%, 98 Gew.-%, 99 Gew.-% oder 100 Gew.-% Harz oder einer Harzmischung imprägniert werden. Für die meisten Anwendungen sind Gehalte zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% bevorzugt. Wenn der Schichtstoff als HPL-Schichtstoff (high pressure lami- nate) ausgebildet werden soll, empfiehlt sich eine Harzaufnahme von bis zu 56% oder mehr. In der Regel wird bei CPL-Schichtstoffen (continuous pressure laminate) eine geringere Im- prägnierbarkeit (z. B. Harzaufnahme bis 36 %) gewünscht. Die relativ freie Einstellbarkeit der Porosität in einer oder mehreren Lagen des erfindungsgemäß hergestellten Kernkartons eröffnet dabei neue Möglichkeiten bei der Fahrweise einer Imprägnieranlage hinsichtlich Durchsatz oder Qualität.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mindestens zwei Kernkartons zum Herstellen des Schichtstoffs aufeinander angeordnet, insbesondere gestapelt werden. Hierdurch können neben der Dicke auch die mechanischen Eigenschaften des Schichtstoffs optimal an den gewünschten Einsatzzweck angepasst werden. Beispielsweise können bis zu 50, 200, 250 oder mehr Kernkartons aufeinander gestapelt werden, um einen besonders robusten Schichtstoff herzustellen. Dabei können grundsätzlich gleich oder unterschiedlich ausgebildete Kernkartons verwendet werden. Wie bereits erwähnt kann jeder Kernkarton dabei seinerseits ein einlagiges oder mehrlagiges Schichtsystem aufweisen bzw. aus einer oder aus mehreren Schichten bestehen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Kernkarton kaschiert wird, wobei insbesondere wenigstens eine Folie aus einem Kunststoff und/oder wenigstens ein vorzugsweise von mit einem Muster bedrucktes Dekorpapier und/oder wenigstens ein Trennpapier auf dem Kernkarton angeordnet wird. Hierdurch können insbesondere verschiedene Oberflächeneigenschaften des Schichtstoffs gezielt beeinflusst werden. Insbesondere können hierdurch Parameter wie Stoß-, Abrieb-, Scheuer- und Kratzfestigkeit, Lichtbeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien, Hitzebeständigkeit, Feuerbeständigkeit, Lebensmittelechtheit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und optische Anmutung gezielt eingestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine, mit dem Harz imprägnierte und/oder vorimprägnierte Kernkarton zum Herstellen des Schichtstoffs zumindest über den Schmelzpunkt des Harzes erwärmt, verpresst, zumindest unter den Schmelzpunkt des Harzes abgekühlt und gegebenenfalls weiterbearbeitet wird. Durch die Schritte Erwärmen, Verpressen und Abkühlen wird eine feste Verbindung der einzelnen Kernkarton-Lagen miteinander sichergestellt. Der daraus resultierende Schichtstoff kann dann bei Bedarf weiterbearbeitet, beispielsweise beklebt, verformt, zugeschnitten, gestanzt, gebohrt etc. werden. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Kernkarton zur Herstellung eines laminierten Schichtstoffs, wobei der Kernkarton ein Schichtsystem mit wenigstens einer Schicht aufweist und wobei das Schichtsystem zumindest anteilig aus wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch besteht. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Schichtsystem einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% aufweist. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die wenigs- tens eine Schicht des Schichtsystems zumindest einen Anteil eines wiederaufbereiteten Faser- stoffgemischs umfasst, welches vor der Aufbereitung aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die:
einen Feinstoffanteil nach Brecht-Holl von höchsten 50 Gew.-%;
einen Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl von mindestens 10 Gew.-%; einen Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl von höchstens 60 Gew.-%; und - einen Ascheanteil nach ISO 1762 von höchstens 20 Gew.-%; aufweist und dass die wenigstens eine Schicht des Schichtsystems zumindest einen Anteil eines Additivs umfasst, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nassverfestigern besteht. Der erfindungsgemäße Kernkarton, der in Abhängigkeit seines Flächengewichts auch als Kernpapier oder Kernpappe bezeichnet werden kann, besteht mit ande- ren Worten zumindest anteilig aus einem spezifisch ausgewählten, wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch und weist einen geringen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% im Schichtsystem auf. Hierdurch wird auf besonders einfache und zuverlässige Weise sichergestellt, dass der Kernkarton eine gute Imprägnierbarkeit besitzt, zumindest überwiegend aus wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch hergestellt werden kann und eine geringe Abrasivität gegenüber Weiterverarbeitung s Werkzeugen besitzt. Durch die Möglichkeit, den Kernkarton bezüglich seines Faserstoffgehalts mit einem hohen Anteil oder sogar vollständig aus dem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch herzustellen, besitzt der erfindungsgemäße Kernkarton zudem eine gute Luftdurchlässigkeit sowie eine verbesserte Kosten- und Umweltbilanz. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Kernkarton neben einem Retentionsmittel und/oder einem Nassverfestiger weitere Additive enthält, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen. Aufgrund der spezifischen Auswahl und Aufbereitung des wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs kann jedoch prinzipiell auf die Verwendung weiterer Additive und insbesondere auf die Verwendung grenzflächenaktiver Verbindungen verzichtet werden, wodurch weitere Kosten- und Umweltvorteile erzielbar sind. Weitere sich ergebende Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen.
Der erfindungsgemäße Kernkarton kann besonders einfach, flexibel, umweltfreundlich und kostengünstig durch ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele des ersten Erfindungsaspekts erhalten werden bzw. erhalten sein. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen. Besonders einfach und kostengünstige lassen sich die oben genannten Eigenschaften einhalten, wenn als wiederaufbereitetes Faserstoffgemisch Altpapier, insbesondere krafthaltige Altpapiersorten der Hauptgruppe 4 und/oder OCC- Altpapier verwendet wird. Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, wenn das Schichtsystem einen Ascheanteil von höchstens 8 Gew.-% und vorzugsweise von höchstens 4 Gew.-% und/oder einen Anteil an Frischfasern von höchstens 20 Gew.-% und/oder einen Anteil an Altpapier von mindestens 80 %, insbesondere von mindestens 95 % aufweist. Unter einem Ascheanteil von höchstens 8 Gew.-% sind insbesondere Ascheanteile von 8,0 Gew.-%, 7,5 Gew.-%, 7,0 Gew.-%, 6,5 Gew.-%, 6,0 Gew.-%, 5,5 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 2,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 0,5 Gew.-% oder 0 Gew.-% sowie entsprechende Zwischenwerte wie beispielsweise 5,0 Gew.-%, 4,9 Gew.-%, 4,8 Gew.-%, 4,7 Gew.-%, 4,6 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 4,4 Gew.-%, 4,3 Gew.-%, 4,2 Gew.-%, 4,1 Gew.-% oder 4,0 Gew.-% usw. zu verstehen. Hierdurch besitzt der Kernkarton eine besonders niedrige Abrasivität gegenüber Trennwerkzeugen und erfüllt zudem besonders hohe Qualitätsansprüche hinsichtlich Luftdurchlässigkeit und Imprägnierbar- keit.
Durch einen Anteil an Frischfasern kann der Kernkarton grundsätzlich höhere Luftdurchläs- sigkeitswerte aufweisen. Hierzu kann der Kernkarton Frischfasern in einem Gewichtsanteil von 1,0 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 2,5 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 4,0 Gew.- %, 4,5 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 5,5 Gew.-%, 6,0 Gew.-%, 6,5 Gew.-%, 7,0 Gew.-%, 7,5 Gew.- %, 8,0 Gew.-%, 8,5 Gew.-%, 9,0 Gew.-%, 9,5 Gew.-%, 10,0 Gew.-%, 10,5 Gew.-%, 11,0 Gew.-%, 11,5 Gew.-%, 12,0 Gew.-%, 12,5 Gew.-%, 13,0 Gew.-%, 13,5 Gew.-%, 14,0 Gew.- %, 14,5 Gew.-%, 15,0 Gew.-%, 15,5 Gew.-%, 16,0 Gew.-%, 16,5 Gew.-%, 17,0 Gew.-%, 17,5 Gew.-%, 18,0 Gew.-%, 18,5 Gew.-%, 19,0 Gew.-%, 19,5 Gew.-% oder 20,0 Gew.-% und entsprechende Zwischenwerte aufweisen. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass das Schichtsystem zu mindestens 80 Gew.-% aus wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch besteht. Unter einem Anteil von mindestens 80 % sind insbesondere Anteile von 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 % oder 100 % sowie entsprechende Zwischenwerte wie beispielsweise 95,0 %, 95,1 %, 95,2 %, 95,3 %, 95,4 %, 95,5 %, 95,6 %, 95,7 %, 95,8 %, 95,9 % oder 96,0 % zu verstehen. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der Faserstoffanteil des Kernkartons zumindest zu 80 % oder sogar vollständig aus wiederaufbereitetem Faserstoff, beispielsweise aus Altpapier besteht. Hierdurch werden eine besonders gute Umweltbilanz sowie erhebliche Kosteneinsparungen durch den Verzicht auf Frischfasern erreicht.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Schichtsystem des Kernkartons bzw. der gesamte Kernkarton frei von grenzflächenaktiven Substanzen ausgebildet ist. Hier- durch werden bei der Herstellung des Kernkartons insbesondere Nachteile im Hinblick auf Belastung des Wasserkreislaufsystems an der Papier- bzw. Kartonmaschine, Destabilisierung des chemischen Gleichgewichts des Maschinenkreislaufs, Erhöhung der Herstellungskosten pro Tonne Fertigprodukt und erhöhte Umwelt- und Abwasserbelastung vermieden. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Schichtsystem mindestens zwei, vorzugsweise drei und insbesondere vier Schichten aufweist. Hierdurch wird ein Optimum zwischen mechanischer Festigkeit und Verarbeitbarkeit des Kernkartons insbesondere im Hinblick auf Luftdurchlässigkeit und Imprägnierbarkeit erreicht. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine äußere Schicht des Schichtsystems poröser als eine darunterliegende Schicht des Schichtsystems ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das beim Imprägnieren verwendete Harz besonders schnell in das gesamte Schichtsystem des Kernkartons eindringen und den Kernkarton vollständig benetzen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine innere Schicht des Schichtsystems poröser als eine weiter außen liegende Schicht des Schichtsystems ausgebildet ist und/oder dass alle Schichten des Schichtsystems eine zumindest im Wesentlichen gleiche Porosität aufweisen. Die Porosität ist eine dimensionslose Messgröße und stellt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen des Kernkartons dar. Unter einer zumindest im Wesentlichen gleichen Porosität sind dabei Abweichungen von ±10% zu verste- hen. Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn jede Schicht des Schichtsystems einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% und/oder einen Anteil an Frischfasern von höchstens 20 Gew.-% aufweist. Indem jede Schicht des Schichtsys- tems einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% aufweist, werden eine besonders geringe Abrasivität des Kernkartons und entsprechend hohe Kostenvorteile im Hinblick auf geringe Standzeiten und geringer Wartungsaufwand der zum Zuschneiden verwendeten Trennmaschinen erzielt. Ein Frischfaseranteil von höchstens 20 Gew.-% ermöglicht die Verwendung eines entsprechend hohen Altpapier- Anteils von mindestens 80 %, wodurch neben den entspre- chenden Umweltvorteilen auch hohe Kostenvorteile realisiert werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines mittels eines Verfahrens nach einem der Ausführungsbeispiele des ersten Erfindungsaspekts erhältlichen und/oder erhaltenen Kernkartons und/oder eines Kernkartons gemäß einem der Ausführungsbeispiele des zweiten Erfindungsaspekts zur Herstellung eines laminierten und/oder nicht-laminierten Schichtstoffs. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten und des zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und des zweiten Erfindungsaspekts sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Lagen des Kernkartons verwendet werden, um einen laminierten Schichtstoff herzustellen. Hierdurch können die Dicke sowie die mechanischen Eigenschaften des Schichtstoffs optimal eingestellt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn ein Schichtstoff aus der Gruppe der HPL-Schichtstoffe, CPL-Schichtstoffe, Kompaktplatten, Overlays, Dekorpapiere, Dekorkartone, Dekorpappen, Folien, Vliesmaterialien, Vorimprägnate, Trägerplatten, Faserverbundwerkstoffe, Gegenzüge und Trägermaterialien hergestellt wird. Auf diese Weise kann ein Schichtstoff hergestellt werden, der sich flexibel beispielsweise für Küchen-, Büro- und Wohnmöbel, Bad, Innenaus- bau, Wandbekleidung, Laden- und Messebau, Fassaden, Fahrzeugbau und weiters im Bereich Dichtungsmaterial wie zum Beispiel Teerpappen, Bitumen und dergleichen einsetzen lässt.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft einen Schichtstoff, welcher wenigstens einen mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel des ersten Erfindungsaspekts erhältlichen und/oder erhaltenen Kernkarton und/oder wenigstens einen Kernkarton gemäß einem Ausführungsbeispiel des zweiten Erfindungsaspekts umfasst. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen der vorhergehenden Erfindungsaspekte zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten, zweiten und dritten Erfindungsaspekts sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des vierten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Schichtstoff, der auch als Laminat oder dekorativer Schichtstoff bezeichnet werden kann, als HPL-Schichtstoff, CPL-Schichtstoff, Kompaktplatte, Overlay, Dekorpapier, Dekorkarton, Dekorpappe, Folie, Vliesmaterial, Vo- rimprägnat, Trägerplatte, Faserverbundwerkstoff, Gegenzug und/oder Trägermaterial, insbesondere für Harze und/oder harzähnliche Substanzen ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Schichtstoff besonders flexibel ausgestaltet und beispielsweise für Durchdringung s Verbundwerkstoffe, Küchen-, Büro- und Wohnmöbel, Bäder, Innenausbau, Wandbekleidungen, Fußbodenbeläge, Laden- und Messebau, Fassaden, Fahrzeugbau, Kaschierungen, Trägerplatten von Holzwerkstoffen wie beispielsweise Sperrholz- oder Massivholzplatten, Spanplatten, Oriented Strandboard-Platten und Faserplatten hoher oder mittlerer Dichte, für mineralisch gebundene Holzwerkstoffe auf Kunststoffbasis, zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen wie beispielsweise von Naturfaserverstärkte Kunststoffe, Holz-Kunststoff-Komposite und Fa- ser-Keramik- Verbundmaterialien und/oder als Gegenzug insbesondere als Regeneratpapier zur Beschichtung von Rückseiten bei Laminaten oder oberflächenbeschichteten Platten verwendet werden. Weitere grundsätzlich mögliche Anwendungsgebiete und Verwendungsarten des Schichtstoffs umfassen beispielhaft Fassaden und hinterlüftete Fassadensysteme wie etwa Balkone, Geländerverkleidungen, Brüstungen, Abgrenzungen, Sicht- und Windschutz, Vordä- eher, Geschäftsportale und Kabinenbau, Innenanwendungen wie beispielsweise Wände, Trennwände, Decken, Türen, Fußbodenbeläge, Treppen, Möbel, Stühle, Tische, Leisten, Fensterbänke, Arbeitsplatten, Theken, Waschtische und Nasszellenelemente sowie Außenanwendungen wie beispielsweise Balkone, Fassaden, Teilfassaden, Laibungen, Außenmöbel oder Schilder. Grundsätzlich kann der erfindungsgemäß hergestellte Kernkarton aber auch zur Her- Stellung weiterer Schichtstoffe verwendet werden, beispielsweise für Overlays, Dekorpapiere, Dekorkartone, Dekorpappen, Folien, Vliesmaterialien, Vorimprägnate, Trägerplatten, Faserverbundwerkstoffe, Gegenzüge und Trägermaterialien. Der Einsatz als Trägermaterial kann für andere Harze oder harzähnlichen Substanzen vorgesehen sein. Dies ist zum Beispiel beim Einsatz zur Herstellung von Teerpappen, Bitumen etc. der Fall.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schichtstoff mindestens 2 Lagen des Kernkartons umfasst. Beispielsweise kann der Schichtstoff 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 200, 250 oder mehr Lagen des Kernkartons umfassen, wobei für alle Lagen gleiche oder unterschiedliche Kernkartone verwendet werden können. Hierdurch können insbesondere die Dicke sowie die mechanischen Eigenschaften des Schichtstoffs optimal an seinen Einsatzzweck angepasst werden. Zusätzlich zu den Kernkarton-Lagen kann der Schichtstoff weitere Lagen, beispielsweise Dekor- und/oder Overlayfolien, Metallfolien oder - fasern(z. B. Aluminiumfolien), Faserstoffe, Fasergewebe, Kunststofffolien oder -fasern (z.B. Aramidfolien oder -fasern), keramische Materialien und dergleichen umfassen.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel des ersten Erfindungsaspekts und/oder zur Herstellung ei- nes Kernkartons gemäß einem Ausführungsbeispiel des zweiten Erfindungsaspekts, wobei die Vorrichtung zumindest wenigstens eine Einrichtung zum Herstellen einer Faserstoffsuspension umfasst, die zumindest anteilig aus einem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch besteht. Weiterhin umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Aufbereitungseinrichtung, mittels welcher zumindest eine Entaschung der Faserstoffsuspension durchführbar ist, bis ein Ascheanteil der trockenen Fraktion der Faserstoffsuspension höchstens 15 Gew.-% beträgt, wenigstens eine Dosierungseinrichtung, mittels welcher wenigstens ein Additiv aus einer Gruppe, die aus Re- tentionsmitteln und Nassverfestigern besteht, zur Faserstoffsuspension zudosierbar ist, und wenigstens eine Kartonmaschine, mittels welcher zumindest das Schichtsystem des Kernkartons aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension herstellbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit zumindest die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. die Herstellung des erfindungsgemäßen Kernkartons, wodurch die im Zusammenhang mit den vorhergehenden Erfindungsaspekten vorgestellten Merkmale und deren Vorteile erzielt werden können. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorhergehenden Erfindungsaspekte sind daher als vorteilhafte Ausgestaltungen des fünften Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Kernkartons;
Fig. 2 ein Ablaufschema der erfindungsgemäßen Weiterverarbeitung des Kernkartons zu einem laminierten Schichtstoff; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Schichtstoffs, der aus einem erfindungsgemäßen Kernkartons hergestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Herstellen eines Kernkartons 20 (s. Fig. 3), der auch als„Core Board" bezeichnet werden kann. Ein Kernkarton 20 im Sinne der vorliegenden Erfindung kann dabei beispielsweise ein Flächen- gewicht zwischen etwa 20 g/m 2 und etwa 800 g/m 2 aufweisen und damit je nach Konvention grundsätzlich auch als Kernpapier oder Kernpappe bezeichnet werden. Die Vorrichtung 10 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Produktionslinien 12a-c sowie eine Reservelinie 14. Die Produktionslinien 12a-c dienen zum Herstellen und Aufbereiten einer entspre- chenden Anzahl an Faserstoffsuspensionen und dienen zum Herstellen von drei Schichten 16a-c eines Schichtsystems 18 eines Kernkartons 20 auf einer Kartonmaschine 22. Im gezeigten Ausführungsbeispiel fungiert die Produktionslinie 12a als Linie zur Herstellung einer Deckschicht 16a, die Produktionslinie 12b als Linie zur Herstellung einer als Rückseite dienenden Schicht 16b und die Produktionslinie 12c als Linie zur Herstellung der Einlage bzw. Kern- oder Hauptschicht 16c des fertigen Kernkartons 20. Die Reservelinie 14 dient einerseits als Ersatzlinie, wenn eine der Produktionslinien 12a-c beispielsweise aufgrund von Wartungsarbeiten ausfällt, und kann darüber hinaus bei Bedarf zum Herstellen einer weiteren Schicht 16 (nicht gezeigt) des Schichtsystems 18 oder zum Beschicken äußerer Schichten 16a, 16b mit luftdurchlässigerem Faserstoff zur Erhöhung der Luftdurchlässigkeit des Kernkartons 20 ver- wendet werden. Die Produktionslinien 12a-c und die Reservelinie 14 umfassen jeweils eine Einrichtung 24 zum Herstellen einer wässrigen Faserstoffsuspension aus wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch, beispielsweise aus krafthaltigem Altpapier. Die Einrichtung 24 kann beispielsweise ein Pulper sein. Das verwendete Faserstoffgemisch wird dabei ausgewählt aus einer Gruppe, die zumindest folgende Eigenschaften aufweist:
- der Feinstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt höchsten 50 Gew.-%;
der Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt mindestens 10 Gew.-%;
der Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl beträgt höchstens 60 Gew.-%; und
der Ascheanteil nach Veraschung beträgt höchstens 20 Gew.-%.
Wichtig bei der Rohstoffauswahl ist der Einfluss der Rohstoffzusammensetzung auf die Luft- durchlässigkeit des fertigen Kernkartons 20. Die geforderten Eigenschaften können dabei besonders einfach eingehalten werden, wenn als Rohstoffe krafthaltige Altpapiersorten der Hauptgruppe 4 und/oder sogenannte„(american) old corrugated Containers" ((A)OCC) verwendet werden. Die Zusammensetzung der Rohstoffe kann beispielsweise mit Hilfe einer La- borfraktionierung (Brecht-Holl-Fraktionator) ermittelt werden, um die prozentuale Verteilung der Einzelfraktionen Langfaser, Kurzfaser, Feinstoffe und gegebenenfalls Grobschmutz bzw. Splitter zu definieren (z. B. Brecht Holl: Nr.: 16...50 Maschenweite/cm, gemäß DIN). Die genaue Prüfanweisung kann beispielsweise dem Zellcheming Merkblatt VI/1/66 entnommen werden. Die Aschebestimmung sowohl der Rohstoffe als auch des fertigen Kernkartons 20 kann nach ISO 1762 erfolgen. Zur Ermittlung der Aschekonzentration nach ISO 1762 wird ei- ne Suspension aus dem zu vermessenden Rohstoff und Wasser hergestellt. Nach einer Bestimmung der Stoffkonzentration (in Gew.-%) wird das Fasermaterial gewogen, in einen Tiegel gegeben und dann in einem Muffeloffen bei 575 °C erhitzt. Nach 2 Stunden ermittelt man die Auswaage für die Bewertung des Aschegehalts prozentual zur Einwaage. Zum Ermitteln der Aschekonzentration im fertigen Kernkarton 20 wird die Kartonprobe im Ofen zunächst bei 100°C getrocknet, dann eingewogen und anschließend in einem Tiegel im Muffeloffen bei 575 °C erhitzt. Die Aschebestimmung erfolgt prozentual zur Einwaage des Rohstoffs.
Um den Ascheanteil der trockenen Fraktion der einzelnen Faserstoffsuspension auf einen Wert von höchstens 15 Gew.-% und vorzugsweise auf Werte unter 4 Gew.-% einzustellen, umfassen die Produktionslinien 12a-c und die Reservelinie 14 entsprechende Aufbereitungseinrichtungen 26, mittels welchen die einzelnen Faserstoffsuspension gereinigt und entascht werden. Die einzelnen Aufbereitungseinrichtungen 26 der Produktionslinien 12a-c und der Reservelinie 14 können dabei gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, um ein Schichtsystem 18 mit gleichen oder unterschiedlichen Schichten 16 herstellen zu können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufbereitung seinrichtung 26 eine Grobschmutzsortierungs- einrichtung, die beispielsweise aus zentrifugal arbeitenden Sortierern 28, beispielsweise Drucksortierern bestehen. Die Sortierer 28 umfassen einem Sortierkorb als ein feststehendes Element und einen Rotor, beispielsweise einen Flügelrotor, der Überdruck und Unterdruck erzeugt und somit die Korbfläche frei hält und Fremdstoffe wie Kunststoff, Glas und Metall als Rejekt aus der Faserstoffsuspension ausschleust. Dabei erfolgt bereits auch eine gewisse Entaschung und Feinstoffreinigung der Faserstoffsuspensionen. Anschließend werden die grobgereinigten Faserstoffsuspensionen in Cleaneranlagen 30 der Aufbereitungseinrichtung 26 weitergeleitet. Die Cleaneranlagen 30 trennen schwerere und abrasive Teilchen wie Sand und Glas ab, die ein höheres spezifisches Gewicht als Zellulosefaser aufweisen. Das gleiche gilt auch für Aschekomponenten. Diese Teilchen werden zusammen mit dem Faserstoff bei hoher Wasserverdünnung (beispielsweise 2% Stoffdichte) mittels Zentrifugalbeschleunigung gegen konische Wände der Cleaneranlagen 30 gedrückt und über die Schwerkraft am unteren Ende der Cleaneranlagen 30 über den Rejekt ausgeschleust. Die Cleaneranlagen 30 umfassen im gezeigten Ausführungsbeispiel 3 bis 4 Stufen, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen. Die Produktionslinie 12a umfasst im Unterschied zu den anderen Produktionslinien 12b, 12c zusätzlich eine De-inking-Flotationseinrichtung 32, mittels welcher hier Asche und Feinstoffe zusammen mit etwaigen Druckfarben durch Anlagerungen an Luftblasen zur Oberfläche floriert und mit dem Druckfarbenschlamm aus der Faserstoffsuspension ausgetragen werden. Die Flotationseinrichtung 32 kann dabei in Strömungsrichtung betrachtet stromauf und/oder stromab des Cleaners 30 angeordnet sein.
In den Produktionslinien 12a, 12b und in der Reservelinie 14 gelangt die Faserstoffsuspension anschließend in eine Feinschmutzsortierungseinrichtung 34, in welcher eine Feinschmutzsortierung und Dispergierung (Homogenisierung) erfolgt. Hierbei werden neben Asche und Fein- Stoffen auch Fremdstoffe wie Sand, Styropor, Klebstoffe sowie kleine Metallteile aus dem Faserstoffsystem ausgeschleust. Anschließend erfolgt in den Eindickern 36 eine Eindickung der Faserstoffsuspensionen. In der Produktionslinie 12a kann zusätzlich zumindest ein Teil der Faserstoffsuspension mit Hilfe einer Variospliteinrichtung 38 behandelt werden. Die Faserstoffsuspension wird in der Variospliteinrichtung 38 zwischen eine rotierende Walze und eine rotierendes Sieb eingespritzt. Das rotierende Sieb presst dabei die Faserstoffsuspension gegen die rotierende Walze. Dadurch werden viel Wasser und damit auch Asche und Feinstoffe aus der Faserstoffsuspension ausgetragen.
Anschließend werden die entaschten Faserstoffsuspensionen der Produktionslinien 12a, 12b und der Reservelinie 14 in grundsätzlich optionale Vorratsbütten 40 transportiert. Dabei kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass die Vorratsbütten 40 fluidisch miteinander gekoppelt sind, um einen Stoffaustausch zu ermöglichen. Alternativ können fluidisch voneinander getrennte Vorratsbütten 40 oder eine gemeinsame Vorratsbütte 40 verwendet werden. Anschließend können die Faserstoffsuspensionen der Produktionslinien 12a, 12b zur Kartonmaschine 22 transportiert werden, um über entsprechende Siebe auf der Siebpartie der Kartonmaschine 22 die Schichten oder Lagen 16a, 16b herzustellen. Bei der Produktionslinie 12c erfolgt stromab des Cleaners 30 eine Doppelfraktionierung der Faserstoffsuspension, das heißt eine Trennung von Kurz- und Langfasern. Die Langfasern sind für das vorliegende Herstellungsverfahren sehr wertvoll für die Herstellung von Schichten 16 mit hoher Porosität. Bei herkömmlichen Sortierverfahren werden die Langfaser normalerweise als Rejekt anerkannt und aussortiert. Die Besonderheit des vorliegenden Verfahrens liegt darin, dass die Langfasern vom Rejekt eines ersten Fraktionierers 42a zurückgewonnen und nicht aus dem Stoffsystem ausgeschleust werden. Der abgetrennte kurzfaserreiche Strom der Faserstoffsuspension wird zur Vorratsbütte 40 weitertransportiert und kontrolliert mit der langfaserreichen Fraktion vermischt. Die abgetrennte langfaserreiche Fraktion wird eingedickt (Eindicker 36) und in einem zweiten, grundsätzlich optionalen Fraktionierer 42b einer Lang- fasersortierung unterworfen. Der erneut abgetrennte kurzfaserreiche Strom der Faserstoffsuspension wird ebenfalls zur Vorratsbütte 40 weitertransportiert. Die besonders langfaserreiche Fraktion wird in einem Disperger 44 dispergiert. Dabei kann vorgesehen sein, dass die langfaserreiche Fraktion stromauf des Dispergers 44 mit Wasserdampf beaufschlagt wird, um die Langfasern während des Dispergierens geschmeidig und bruchresistenter zu machen. Die Ge- schmeidigkeit und Bruchresistenz der Langfaser bei der Dispergierung vermindern die Erzeugung von Kurzfasern und von Feinstoffen sehr stark, deren Einfluss auf die Luftdurchlässigkeit und auf die Imprägnierbarkeit negativ ist.
Der Langfaseranteil wird somit äußerst schonend behandelt, um jegliche Beschädigung und Verkürzen der Langfaser zu vermeiden. Für diesen Zweck können auch optimierte Disperger 44 eingesetzt werden. Die Disperger 44 zeichnen sich durch den spezifischen Abstand der Zahnkränze zu einander und den eingestellten Spalt zwischen den Dispergergarnituren aus. Je größer der Abstand der Zahnkränze und der Zähne auf der Dispergergarnitur zueinander und je größer der Spalt zwischen den Dispergerscheiben ist, desto schonender erfolgt die Stoff- dispergierung. Das heißt eine Homogenisierung des Faserstoffgemischs findet mit einer mi- nimalen Verkürzung der Faserlänge statt. Je höher die Faserlänge des Faserstoffes, und je höher der Langfaseranteils im Gesamtstoff ist, desto höher die Porosität der hergestellten Schicht 16. Dies wirkt sich positiv auf die Luftdurchlässigkeit und damit auf die Imprägnierbarkeit des Kernkartons 20 aus. Weitere positive Prozessparameter zum Erhalt der Langfasern sind eine hohe Verdünnung, eine optimale Anpassung der Rotordrehzahlen und die Anpassung der Differenzdrücke zwischen Einlauf und Auslauf der Fraktionierer 42.
Zur Einstellung der Porosität und Luftdurchlässigkeit ist weiterhin eine Frischfaserlinie 46 vorgesehen, welche einen Pulper 48 mit Frischfasern umfasst. Die Frischfasern können im ge- zeigten Ausführungsbeispiel wahlweise zu den Faserstoff Suspensionen der Produktionslinien 12a-c zugemischt werden, wobei der Frischfaseranteil bezogen auf den Gesamtfaseranteil der einzelnen Faserstoffsuspensionen grundsätzlich maximal 20 Gew.-% beträgt. Die Zugabe von Frischfasern erfolgt dabei bevorzugt nach der Aufreinigung bzw. Entaschung der Faserstoffsuspensionen, um eine Beschädigung und Verkürzung der Frischfasern zu vermeiden. Der grundsätzliche Vorteil von Frischfasern besteht in ihrer Aschefreiheit und ihrem vergleichsweise hohen Anteil an Langfasern.
Vor einer Siebpartie bzw. im konstanten Teil der Kartonmaschine 22 ist eine Dosierungseinrichtung 50 angeordnet, mittels welcher wenigstens ein Additiv aus einer Gruppe, die aus Re- tentionsmitteln und Nassverfestigern besteht, zur den einzelnen Faserstoffsuspensionen zudosiert wird. Als Retentionsmittel zur Steuerung der Entwässerung bei der Blattbildung werden den Faserstoffsuspensionen im vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,3% bis 0,8% Polyethyle- nimin zugegeben. Der Einsatz eines Nassfestmittels ist insbesondere für die Weiterverarbeitung des Kernkartons 20 von Bedeutung, da als Verarbeitungs schritt nach der Herstellung des Kernkartons 20 eine Imprägnierung mit Harz oder einer ähnlichen Substanz erfolgt. Der Kernkarton 20 wird hierbei durch einen Tauchtrog oder dergleichen mit einem flüssigen Kunstharz auf Basis von Phenolformaldehyd (oder Melaminformaldehyd oder eine Mischung aus beiden oder einer harzähnlichen Substanz) geführt. Wichtig für eine abrissfreie Imprägnierung und Weiterverarbeitung des Kernkartons 20 ist eine ausreichende Nassreißfestigkeit. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Nassreißfestigkeit mit dem Zusatz von maximal 2 Gew.-% eines Nassfestmittels auf Basis von Polyamidoamin-Epichlorhydrin sichergestellt. Grundsätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kernkarton 20 frei von Nassfestmitteln ausgebildet wird. Je höher die Luftdurchlässigkeit des Kernkartons 20 ist, desto höher ist die mögliche Harzaufnahme. Je höher die Harzaufnahme ist, desto höher sind aber auch die Forderungen nach einem stabilen bzw. nassreißfesten Kernkarton 20. Es ist zu betonen, dass keine Zugabe grenzflächenaktiver Verbindungen als Additiv erfolgt. Hierdurch werden eine Belastung des Wasserkreislaufsystems der Vorrichtung 10, eine Destabilisierung des chemischen Gleichgewichts des Maschinenkreislaufs, eine Erhöhung der Herstellungskosten sowie unnötige Umwelt- und Abwasserbelastungen vermieden. Grundsätzlich kann es allerdings vorgesehen sein, dass bei der Herstellung des Kernkartons 20 bzw. der Faserstoffsuspensi- on(en) neben Retentionsmitteln und/oder Nassverfestigern weitere Additive verwendet werden, um den Produktionsprozess und die Eigenschaften und Verarbeitbarkeit des Kernkartons 20 in der gewünschten Weise zu beeinflussen und/oder um einem aus dem Kernkarton 20 hergestellten Schichtstoff 58 bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Als weitere Additive können dabei grundsätzlich Biopolymere, beispielsweise Hemicellulose, Cellulose, Lignin und/oder Polyosen, und/oder Polysaccharide, beipielsweise Stärke, Stärkepolymere, Alginate, Chitine, Hemicellulose, Cellulosederivate, Celluloseester, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Cellulosenitrat, Celluloseether, Ethylcellulose, Methylcellulose, Oxyethylcellulose, Oxypro- pylcellulose und Carboxymethylcellulose verwendet werden. Weitere grundsätzlich verwend- bare Additive umfassen Harze wie etwa Phenolformaldehydharze, Melaminformaldehydharze, Mischungen aus Phenolformaldehydharzen und Melaminformaldehydharzen, neutrale oder anionische Polymere, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, anionische oder kationische Poly- elektrolyte wie beispielsweise Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, anionische oder kationische Stärke, Polydiallyldiamoniumchlorid (PolyDADMAC)) oder Polyvinylamin, natürliche Trockenfestmittel wie beispielsweise Galactomannan oder Alginate, synthetische Trockenfestmittel wie beispielsweise Polyamine, Polyamide, Polyalkohole, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Polyvinyl(alkohol-acetat), Polyimine oder Polyethylenimin (PEI), vernetzende oder physikalische Nassfestmittel wie beispielsweise Glyoxal, Glutardialdehyd (1,5- Pentandialdehyd), Aldehydstärke, Polyamidoamin-Epichlorhydrin (PAAE), Melamin- Formaldehyd (MF) oder Harnstoff-Formaldehyd (HF), basische, saure und/oder Substantive Farbstoffe (Direktfarbstoffe), Flammschutzmittel wie beispielsweise halogenierte Flammschutzmittel, Organophosphor-Flammschutzmittel oder anorganische Flammschutzmittel wie etwa Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Ammoniumsulfat, Antimontrioxid oder An- timonpentoxid. Schließlich können auch Additive aus den Gruppen, Fixiermittel, Aluminium- salze, Flammhemmungsmittel, Entschäumer, Entlüfter, Ligninderivate, Ligninsulfonate, Biozide und/oder Fungizide verwendet werden. Die Additive können dabei grundsätzlich ein- o- der mehrmals an der gleichen Stelle und/oder an unterschiedlichen Stellen des Herstellungsprozesses zugegeben werden. Eine erste Qualitätskontrolle 52a kann während der Blattbildung auf der Kartonmaschine 22 durchgeführt werden. Hierzu wird beispielsweise der Mahlgrad des Schichtsystems 18 (in Grad Schopper-Riegler, °SR) ermittelt.
Im vorliegenden Herstellungsverfahren für den Kernkarton 20 sind aufgrund der Maschinen- eigenschaften mehrere Fahrweisen möglich. Es ist sowohl eine einlagige als auch eine mehrlagige Blattbildung möglich, da die verwendete Kartonmaschine 22 mit mehreren Langsieben, einem Hybridformer und einer Obersiebentwässerung auf der Hauptlage ausgestattet ist (nicht gezeigt). In Abhängigkeit der Ausgestaltung der Kartonmaschine 22 können unterschiedlich viele Lagen gleichzeitig hergestellt werden. Jede Lage oder Schicht 16 an der Kartonmaschine 22 kann mit der gleichen oder mit einer individuellen Stoffzusammensetzung aus krafthalti- gem Altpapier aus den einzelnen Produktionslinien 12a-c bzw. der Reservelinie 14 versorgt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Außenlagen 16a, 16b poröser als die Innenlage bzw. Kernschicht 16c ausgebildet, um eine besonders gute Imprägnierbarkeit und Harzaufnahmefähigkeit des Kernkartons 20 zu ermöglichen. Grundsätzlich können je- doch umgekehrt innere Schichten (Kernschicht 16c) poröser als die weiter außen liegende Schichten (Außenschichten 16a, 16b) ausgebildet werden. Weiterhin können alle Schichten 16a-c grundsätzlich auch die gleiche Porosität aufweisen, wobei die Porosität nach Wunsch entsprechend höher oder geringer eingestellt werden kann. Das bei der Herstellung des Kernkartons 20 in der Kartonmaschine 22 anfallende Prozesswasser wird in einem Siebwasserbehälter 54 aufgefangen und mittels einer Mikroflotationsein- richtung 56 (Druckentspannungsflotation) gereinigt und entascht werden. Die Abtrennung beruht auf der Anlagerung von Feinstoffen und Ascheteilchen an Luftblasen. Der Schaum an der Oberfläche wird dann abgeschöpft und aus dem Wasserkreislauf ausgetragen. Das gereinigte Prozesswasser wird zurückgeführt und zur Herstellung der Faserstoff Suspensionen verwendet.
Der Kernkarton 20, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ausschließlich aus dem dreilagigen Schichtsystem 18 besteht, kann anschließend getrocknet und/oder für Lagerung oder Trans- port mit einem Tambour aufgerollt werden. Weiterhin kann eine zweite Qualitätskontrolle 52b durchgeführt werden, indem wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Flächengewicht, Feuchtigkeitsgehalt, Dichte, Reißlänge trocken, Reißlänge feucht, Luftdurchlässigkeit, Ascheanteil, Imprägnierbarkeit und Porosität des hergestellten Kernkartons 20 ermittelt wird. Die Imprägnierbarkeit des Kernkartons 20 kann besonders einfach durch eine Ultraschallmessung ermittelt werden. Das Messprinzip beruht dabei auf der Änderung der Ausbreitung von Ultraschallimpulsen während der Kernkarton 20 in ein flüssiges Medium eingebracht wird und sich mit dem Medium durchtränkt. Zur Ultraschallmessung kann beispielsweise ein Messgerät verwendet werden, welches eine Messzelle mit einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger aufweist, wobei die Messzelle mit einer Flüssigkeit befüllt werden kann. Die Flüssigkeit übt eine konstante Dämpfung auf die Ultraschallwellen aus. Ändert sich der Flüssigkeitsstand in der Messzelle, so ändert sich auch die Ultraschallintensität. Diese Intensitätsänderung kann beispielsweise im Millisekundentakt während der Messung erfasst und in Form einer Messkurve dargestellt werden. Je nach Porosität bzw. Luftdurchlässigkeit des Kernkartons 20 erfährt der Ultraschall beim Eintauchen der Kernkartonprobe in die mit Flüssigkeit gefüllte Messzelle eine unterschiedlich starke Dämpfung.
Die beschriebene Stoffaufbereitung mit mehreren Produktionslinien 12a-c und den oben beschriebenen Aufbereitungsschritten, kombiniert der Möglichkeit einer mehrlagigen Blatt- bzw. Schichtbildung an der Kartonmaschine 22, ermöglichen eine gezielte qualitätsorientierte Produktgestaltung. Aufgrund des geringen Ascheanteils von 8 % oder weniger ermöglicht der Kernkarton 20 längere Betriebszeiten und geringeren Wartungsaufwand für zur Weiterverarbeitung verwendete Trennmaschinen. Die hohe Luftdurchlässigkeit des Kernkartons 20 hat direkten Einfluss auf die Harzimprägnierung bzw. auf die sogenannte Penetration des Harzes in den Kernkarton 20. Je höher die Harzaufnahme ist, desto homogener lassen sich Vo- rimprägnate zu Schichtstoffen 58 (s. Fig. 3) verpressen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufschema der erfindungsgemäßen Weiterverarbeitung des Kernkartons 20 zu einem laminierten Schichtstoff 58. In einer Imprägnieranlage 60 wird der Kernkarton 20 gegebenenfalls abgerollt, mit einem Harz und/oder einer harzähnlichen Substanz imprägniert, getrocknet und gegebenenfalls gekühlt. Als Harz kann beispielsweise ein Phenolharz, ein Me- laminharz oder Mischungen hieraus verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch andere Harze und/oder synthetische Harze vorgesehen sein. Bei der Trocknung erfolgt eine Polykondensation unter Vernetzung der Harzmoleküle mit dem Zellstoff des Kern- kartons 20 unter Abspaltung von Wassermolekülen.
Grundsätzlich ist dabei eine möglichst hohe Imprägnierbarkeit des Kernkartons 20 erwünscht. Wird der Kernkarton 20 beispielsweise zu einem HPL-Schichtstoff 58 (high pressure lamina- te) weiterverarbeitet, ist eine Harzaufnahme von bis zu 56 % oder mehr erwünscht. Dafür wird die Porosität der Faserstoff Suspensionen für die äußeren Schichten 16a, 16b oder für alle Schichten 16a-c bei der Blattbildung auf der Kartonmaschine 22 erhöht (niedriger Mahlgrad, ca. 8-25°SR). Dies ermöglicht bei der Verarbeitung auf der Imprägnieranlage 60 ein schnelleres Eindringen des Kunstharzes in die innere Schicht 16c sowie eine vollständige Benetzung des Kernkartons 20. Ist nur eine geringere Imprägnierbarkeit (z. B. Harzaufnahme bis 36 Gew.-%) erwünscht, wie dies beispielsweise bei CPL-Schichtstoffen 58 (continuous pressure laminate) häufig der Fall ist, werden die äußeren Schichten 16a, 16b oder alle Schichten 16a-c weniger porös ausgebildet, um die Harzbenetzung und -eindringung entsprechend zu steuern. Die einfache Steuerung der Porosität des Kernkartons 20 ermöglicht somit völlig neue Möglichkeiten bei der Fahrweise der Imprägnieranlage 60 hinsichtlich Qualität, Durch- satz, Ausgestaltungsvarianten und dergleichen. Der imprägnierte Kernkarton 20 (Vorimprägnat) kann anschließend entweder zu einer CPL- Pressmaschine 62, zu einer HPL- Pressmaschine 64 oder zu einer sonstigen Schichtstoffher- stellungsmaschine transportiert werden. In Abhängigkeit der Weiterverarbeitung kann der Kernkarton 20 hierzu aufgerollt, zugeschnitten, gestapelt etc. werden.
Auf der CPL- Pressmaschine 62 erfolgt im Verfahrens schritt 66 ein kontinuierlicher Pressvorgang mit den Schritten Abrollen einer oder mehrerer Rollen Kernkarton 20. Beispielsweise kann der Schichtstoff 58 aus bis zu 6 Lagen oder mehr des Kernkartons 20 hergestellt werden. Anschließend erfolgt eine Harzverflüssigung durch Erwärmen, eine kontinuierliche Verpres- sung und eine Abkühlung des Schichtstoffs 58. Gegebenenfalls kann der Schichtstoff 58 abgeschliffen, zugeschnitten oder anderweitig bearbeitet werden. Der CPL-Schichtstoff 58 kann beispielsweise eine Dicke von 0,6 mm bis 1,2 mm aufweisen. Es sind jedoch auch andere Dicken möglich. Weiterhin kann der CPL-Schichtstoff 58 mit oder ohne Overlayfolie 68 (s. Fig. 3) aus einem Kunststoffmaterial zur Steigerung der Stoß-, Abrieb-, Scheuer- und Kratzfestigkeit, Lichtbeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien, Hitzebeständigkeit, Feuerbeständigkeit, Lebensmittelechtheit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, optische Anmutung, Farbechtheit etc. versehen werden. Ebenso kann der Schichtstoff 58 (Imprägnat) mit einem Dekorpapier 70 versehen werden, das seinerseits mit einem Muster bedruckt, unbedruckt, einheitlich gefärbt oder vorimprägniert sein kann. Ebenso kann der Schichtstoff 58 mit vorimprägnierten Trennpapieren, Metallfolien, Kunststofffolien, Fasermaterialien, Geweben etc. (1, 2 oder mehr Lagen) versehen werden.
Auf der HPL-Pressmaschine 64 erfolgt im Verfahrens schritt 72 ein diskontinuierlicher Press- Vorgang. Auch hier kann der Schichtstoff 58 mit oder ohne Overlayfolie 68 (Steigerung der Scheuer- und Kratzfestigkeit, Farbechtheit etc.) hergestellt werden. Der Schichtstoff 58 kann beispielsweise als HPL-Schichtstoffplatte mit einer Dicke zwischen 6 mm und 8 mm hergestellt werden. Hierzu können beispielsweise 30 Lagen des Kernkartons 20 verwendet werden. Für andere Dicken der HPL-Platte sind entsprechend mehr oder weniger Lagen des impräg- nierten Kernkartons 20 erforderlich. HPL-Platten können aber grundsätzlich mit nahezu belie- big vielen Lagen des Kernkartons 20 hergestellt werden. Für ein sogenanntes Dünnlaminat können beispielsweise 2-3 Lagen des Kernkartons 20 verwendet werden. Für dickere Schichtstoffe können beispielsweise 30-60 Lagen oder mit 100-250 Lagen des Kernkartons 20 verwendet werden. Die Anzahl der Lagen ist unter anderem auch von der Grammatur bzw. Dicke des Kernkartons 20 abhängig. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Kernkarton 20 eine Grammatur von 215 +/- 4 gsm (grams per Square meter, g/m ) aufweisen. Zur Reduzierung der Anzahl an Lagen kann jedoch auch ein Kernkarton 20 mit einer höheren Grammatur, beispielsweise 250 gsm oder mehr hergestellt und verwendet werden. Weiterhin kann der HPL-Schichtstoff 58 mit oder ohne Overlayfolie 68 (s. Fig. 3) aus Kunststoffmaterial zur Steigerung der Scheuer- und Kratzfestigkeit, Farbechtheit etc. versehen werden. Ebenso kann der Schichtstoff 58 (Imprägnat) mit einem Dekorpapier 70 versehen werden, das seinerseits mit einem Muster bedruckt, unbedruckt oder einheitlich gefärbt sein kann. Ebenso kann der Schichtstoff 58 mit Trennpapieren (1, 2 oder mehr Lagen) versehen werden.
Der CPL- oder HPL-Schichtstoff 58 kann anschließend mit entsprechenden Verarbeitungseinrichtungen 74 bzw. 76 weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann mittels der Verarbeitung seinrichtungen 74 eine Verleimung der Rückseite, eine Verklebung auf eine MDF-Platte oder eine Kaschierung von Flächen, beispielsweise für Küchenfassaden etc., erfolgen. Mittels der Verarbeitungseinrichtungen 76 wird der HPL-Schichtstoff 58 beispielsweise gestanzt, gesägt, geschnitten, gebohrt oder mit anderen Bauteilen verbunden. Der HPL-Schichtstoff 58 kann beispielsweise als Trennwand, Raumverkleidung, Arbeitsplatte oder dergleichen verwendet werden. Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schichtstoffs 58, der aus einer Lage des erfindungsgemäßen Kernkartons 20 hergestellt ist. Der Kernkarton 20 weist dabei seinerseits ein Schichtsystem 18 mit vier Schichten 16 auf. Der Schichtstoff 58 weist weiterhin eine transparente Overlayfolie 68 sowie ein Dekorpapier 70 auf und kann daher auch als Dekorative Schichtpressstoffplatte (DKS) bezeich- net werden. Die in den Unterlagen angegebenen Parameterwerte zur Definition von Prozess- und Messbedingungen für die Charakterisierung von spezifischen Eigenschaften des Erfindungsgegenstands sind auch im Rahmen von Abweichungen - beispielsweise aufgrund von Messfehlern, Systemfehlern, Einwaagefehlern, DIN-Toleranzen und dergleichen - als vom Rahmen der Erfindung mitumfasst anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Kernkartons (20) für einen Schichtstoff (58), wobei der Kernkarton (20) ein Schichtsystem (18) mit wenigstens einer Schicht (16a- c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst:
a) Bereitstellen eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs, welches zumindest folgende Eigenschaften aufweist:
der Feinstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt höchsten 50 Gew.-%; der Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl beträgt mindestens 10 Gew.-%;
der Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl beträgt höchstens 60 Gew.-%; und
der Ascheanteil nach ISO 1762 beträgt höchstens 20 Gew.-%, b) Herstellen wenigstens einer Faserstoffsuspension, welche zumindest einen Anteil des bereitgestellten Faserstoffgemischs enthält;
c) Aufbereiten der wenigstens einen Faserstoffsuspension, indem zumindest eine Entaschung der Faserstoffsuspension durchgeführt wird, bis ein Ascheanteil der trockenen Fraktion der Faserstoffsuspension höchstens 15 Gew.-% beträgt, und indem wenigstens ein Additiv zur wenigstens einen Faserstoffsuspension zugegeben wird, wobei das Additiv ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nassverfestigern besteht; und
d) Herstellen des Schichtsystems aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) als wiederaufbereitetes Faserstoffgemisch Altpapier, insbesondere krafthaltige Altpapiersorten der Hauptgruppe 4 und/oder OCC-Altpapier verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schichtsystem (18) hergestellt wird, welches einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-%, insbesondere von höchstens 8 Gew.-% und vorzugsweise von höchstens 4 Gew.-% aufweist und/oder welches einen Anteil von mindestens 80 %, vorzugsweise von mindestens 95 % des bereitgestellten Altpapiers enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Faserstoffsuspension vor dem Herstellen des Schichtsystems Frischfasern, insbesondere Zellstoff, zugemischt werden, wobei der Anteil der Frischfasern an den Gesamtfasern der Faserstoffsuspension vorzugsweise höchstens 20 Gew.-% beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum
Aufbereiten der Faserstoffsuspension ein Sortierer (28) und/oder eine vorzugsweise mehrstufige Cleaneranlage (30) und/oder ein Disperger (44) und/oder eine Flotationseinrichtung (32) und/oder eine Variospliteinrichtung (38) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Faserstoff Suspension vor dem Herstellen des Schichtsystems (18) eingedickt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil wenigstens einer Faserstoffsuspension vor dem Herstellen des Schichtsystems (18) in einen Langfaseranteil und einen Kurzfaseranteil fraktioniert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Langfaseranteil und/oder der Kurzfaseranteil mit Wasserdampf beaufschlagt und/oder homogenisiert und/oder dispergiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Langfaseranteil und der Kurzfaseranteil nach dem Fraktionieren in einem vorbestimmten Verhältnis zur Faserstoffsuspension gemischt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schichtsystem (18) mit wenigstens zwei und vorzugsweise mit wenigstens drei Schichten (16a-c) hergestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedlich hergestellte und/oder unterschiedlich aufbereitete Faserstoffsuspensionen und/oder wenigstens zwei gleich hergestellte und/oder gleich aufbereitete Faserstoffsuspensionen zum Herstellen des Schichtsystems (18) verwendet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine äußere Schicht (16a, 16b) des Schichtsystems (18) poröser als eine darunterliegende innere Schicht (16c) des Schichtsystems (18) hergestellt wird und/oder dass wenigstens eine innere Schicht (16c) des Schichtsystems (18) poröser als eine weiter außen liegende Schicht (16a, 16b) des Schichtsystems (18) hergestellt wird und/oder dass alle Schichten (16a, 16b, 16c) des Schichtsystems (18) mit einer zumindest im Wesentlichen gleichen Porosität hergestellt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine
Schicht (16a, 16b) des Schichtsystems (18) einen Mahlgrad von höchstens 25°SR, insbesondere einen Mahlgrad zwischen 20°SR und 8°SR, aufweist und/oder dass wenigstens eine Schicht (16c) des Schichtsystems (18) einen Mahlgrad von mindestens 8°SR, insbesondere einen Mahlgrad zwischen 15°SR und 60°SR, aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
Additiv der Faserstoffsuspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Ge- wichtsanteil von höchstens 5,0 % zugegeben wird und/oder dass das Additiv ein Retentionsmittel umfasst, welches der Suspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Gewichts anteil von höchstens 1,2 %, insbesondere zwischen 0,2 % und 0,9 % zugegeben wird, und/oder dass das Additiv einen Nassverfestiger umfasst, welcher der Suspension bezogen auf die Trockenmasse in einem Gewichtsanteil von höchstens 2,2 %, insbesondere zwischen 0,5 % und 2,0 % zugegeben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als
Additiv wenigstens ein Retentionsmittel aus der Gruppe Polyacrylamide, Polyethy- lenimine und Polyamidimine und/oder wenigstens ein Nassfestmittel aus der Gruppe Polyamidoamin-Epichlorhydrinharze, Epoxidharze, Polyaminharze, Isocy- anatharze, Melamin-Formaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Formaldehydharze, Dialdehydstärke, Glyoxal, Glutaraldehyd und/oder ein Copolymer aus wenigstens zwei der aufgeführten Substanzen verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Schichtsystems (18) anfallendes Prozesswasser der Kartonmaschine (22) gereinigt, insbesondere mittels einer Mikroflotationseinrichtung entascht und/oder insbesondere zumindest überwiegend von Feinstoffen befreit wird und/oder zum Herstellen wenigstens einer Faserstoffsuspension verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Flächengewicht, Feuchtigkeitsgehalt, Dichte, Reißlänge trocken, Reißlänge feucht, Luftdurchlässigkeit, Ascheanteil, Imprägnierbarkeit und Porosität des hergestellten Kernkartons (20) ermittelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierbarkeit des Kernkartons (20) mit Hilfe einer Ultraschallmessung ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kernkarton (20) zum Herstellen eines Schichtstoffs (58), insbesondere eines HPL-Schichtstoffs (58) und/oder eines CPL-Schichtstoffs (58) und/oder einer Kompaktplatte und/oder als Trägermaterial, insbesondere für Harze oder harzähnlichen Substanzen verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine
Kernkarton (20) zum Herstellen des Schichtstoffs (58) mit einem Harz und/oder einer harzähnlichen Substanz imprägniert und/oder mit einem Harz und/oder einer harzähnlichen Substanz vorimprägniert und/oder getrocknet und/oder zugeschnitten und/oder mit wenigstens einem Vorimprägnat verpresst wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Phenol-Harze, Phenolformaldehyd-Harze, Melamin- Harze und Melaminformaldehyd-Harze umfasst, und/oder dass der Kernkarton (20) mit 30 Gew.-% bis 100 Gew.-% Harz imprägniert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kernkartons (20) zum Herstellen des Schichtstoffs (58) aufeinander angeordnet, insbesondere gestapelt werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kernkarton (20) kaschiert wird, wobei insbesondere wenigstens eine Folie (68) aus einem Kunststoff und/oder wenigstens ein vorzugsweise von mit einem Muster bedrucktes Dekorpapier (70) und/oder wenigstens ein Trennpapier auf dem Kernkarton (20) angeordnet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine, mit dem Harz imprägnierte und/oder vorimprägnierte Kernkarton (20) zum Herstellen des Schichtstoffs (58) zumindest über den Schmelzpunkt des Harzes erwärmt, verpresst, zumindest unter den Schmelzpunkt des Harzes abgekühlt und gegebenenfalls weiterbearbeitet wird.
25. Kernkarton (20) zur Herstellung eines Schichtstoffs (58), wobei der Kernkarton
(20) ein Schichtsystem (18) mit wenigstens einer Schicht (16a-c) aufweist und wobei das Schichtsystem (18) zumindest anteilig aus einem wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (18) einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% aufweist und dass die wenigstens eine Schicht (16a-c) des Schichtsystems (18):
a) zumindest einen Anteil eines wiederaufbereiteten Faserstoffgemischs umfasst, welches vor der Aufbereitung aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die:
einen Feinstoffanteil nach Brecht-Holl von höchsten 50 Gew.-%; einen Langfaserstoffanteil nach Brecht-Holl von mindestens 10 Gew.-%;
einen Kurzfaseranteil nach Brecht-Holl von höchstens 60 Gew.- %; und
einen Ascheanteil nach ISO 1762 von höchstens 20 Gew.-% aufweist; und
b) zumindest ein Additiv umfasst, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nassverfestigern besteht.
26. Kernkarton (20) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass dieser durch ein
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24 erhältlich und/oder erhalten ist.
27. Kernkarton (20) nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (18) einen Ascheanteil von höchstens 8 Gew.-% und vorzugsweise von höchstens 4 Gew.-% und/oder einen Anteil an Frischfasern von höchstens 20 Gew.-% und/oder einen Anteil an wiederaufbereitetem Faserstoffgemisch von mindestens 80 %, insbesondere von mindestens 95 % aufweist.
28. Kernkarton (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (18) frei von grenzflächenaktiven Substanzen ausgebildet ist.
29. Kernkarton (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (18) mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere vier Schichten (16a-c) aufweist.
30. Kernkarton (20) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine äußere Schicht (16a, 16b) des Schichtsystems (18) poröser als eine darunterliegende innere Schicht (16c) des Schichtsystems (18) ausgebildet ist und/oder dass wenigstens eine innere Schicht (16c) des Schichtsystems (18) poröser als eine weiter außen liegende Schicht (16a, 16b) des Schichtsystems (18) ausgebildet ist und/oder dass alle Schichten (16a, 16b, 16c) des Schichtsystems (18) eine zumindest im Wesentlichen gleiche Porosität aufweisen.
31. Kernkarton (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schicht (16a-c) des Schichtsystems (18) einen Ascheanteil von höchstens 15 Gew.-% und/oder einen Anteil an Frischfasern von höchstens 20 Gew.-% aufweist.
32. Verwendung eines mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 erhältlichen und/oder erhaltenen Kernkartons (20) und/oder eines Kernkartons (20) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 31 zur Herstellung eines laminierten und/oder nicht-laminierten Schichtstoffs (58).
33. Verwendung nach Anspruch 32, bei welcher der Schichtstoff (58) aus mehreren
Lagen des Kernkartons (20) hergestellt wird.
34. Verwendung nach Anspruch 32 oder 33, bei welcher ein Schichtstoff (58) aus der Gruppe der HPL-Schichtstoffe (58), CPL-Schichtstoffe (58), Kompaktplatten, Overlays, Dekorpapiere, Dekorkartone, Dekorpappen, Folien, Vliesmaterialien, Vorimprägnate, Trägerplatten, Faserverbundwerkstoffe, Gegenzüge und Trägerma- terialien hergestellt wird.
35. Schichtstoff (58), welcher wenigstens einen mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 erhältlichen und/oder erhaltenen Kernkarton (20) und/oder wenigstens einen Kernkarton (20) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 31 umfasst.
36. Schichtstoff (58) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als HPL- Schichtstoff (58), CPL-Schichtstoff (58), Kompaktplatte, Overlay, Dekorpapier, Dekorkarton, Dekorpappe, Folie, Vliesmaterial, Vorimprägnat, Trägerplatte, Faserverbundwerkstoff, Gegenzug und/oder Trägermaterial, insbesondere für Harze und/oder harzähnliche Substanzen ausgebildet ist.
37. Schichtstoff (58) nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mindestens 2 Lagen des Kernkartons (20) umfasst.
38. Vorrichtung (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder zur Herstellung eines Kernkartons (20) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 31, umfassend:
a) wenigstens eine Einrichtung (24) zum Herstellen einer Faserstoffsuspension, die zumindest anteilig aus einem wiederaufbereiteten Faserstoffgemisch be- steht;
b) wenigstens eine Aufbereitung seinrichtung (26), mittels welcher zumindest eine Entaschung der Faserstoffsuspension durchführbar ist, bis ein Ascheanteil der trockenen Fraktion der Faserstoffsuspension höchstens 15 Gew.-% beträgt; c) wenigstens eine Dosierungseinrichtung (50), mittels welcher wenigstens ein Additiv aus einer Gruppe, die aus Retentionsmitteln und Nassverfestigern besteht, zur Faserstoffsuspension zudosierbar ist; und
d) wenigstens eine Kartonmaschine (22), mittels welcher zumindest das Schicht- System (18) des Kernkartons (20) aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension herstellbar ist.
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