DE19516186A1 - Dämmaterial aus Naturprodukten und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Dämmaterial aus Naturprodukten und Herstellungsverfahren dafür

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämmaterial aus Na­ turprodukten, welches sowohl als loses Isoliermaterial als auch zu Dämmplatten verpreßt verwendet werden kann, sowie ein Herstellungsverfahren für ein solches Dämmaterial.
Der hier nächstgelegene Stand der Technik ergibt sich aus dem deutschen Patent 35 45 001. Die dort beschriebene Wär­ medämmplatte hat jedoch zwei entscheidende Nachteile:
  • 1. Die Wärmedämmplatte gemäß dem Stand der Technik besteht zum überwiegenden Teil aus Altpapier. Dieses ist inzwischen relativ teuer.
  • 2. Die Wärmedämmplatte gemäß dem Stand der Technik erreicht nicht die Anforderungen an einen schwer entflammbaren Bau­ stoff der Klasse B1 nach DIN 4102.
Bei den losen Dämmaterialien ergibt sich der nächstgelegene Stand der Technik aus dem unter dem Markennamen "Isofloc" auf dem Markt befindlichen Wärmedämmaterial. Dieses Mate­ rial hat jedoch ebenfalls den Nachteil, daß es größtenteils aus Altpapier erzeugt werden muß, und daß mit diesem Mate­ rial die Brandklasse B1 nach DIN 4102 nicht erreicht werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärme­ dämmaterial zu schaffen, welches mit einem geringeren Pa­ pieranteil auskommt und gleichzeitig problemlos die Anfor­ derungen für einen schwer entflammbaren Baustoff gemäß Brandklasse B1 nach DIN 4102 erfüllt. Gleichzeitig gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des entsprechenden Dämmaterials an.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe ein Dämmaterial mit folgender Zusammensetzung vorgeschla­ gen:
37-52% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Kraftpapier
Zeitungspapier
Zellulose
Zellstoff
Pappe
Tapetenreste
Eierverpackung
Laub
Holzspäne
Korkreste
zerkleinert in Stückchen von 0-5 mm².
16-30% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Jute
Sisal
Leinfasern
Hanf
Stroh
Schilf
Flachs
Rohbaumwolle
Kokosfasern
Heu
zerfasert auf Faserlängen von überwiegend 5-30 mm.
18-47% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Boraxpenthahydrat
Boraxdecahydrat
Borax-Polybor
Borsäure
Magnesiumchlorid
Aluminiumsulfat
Tallharz
Ligninsulfonat
Calciumchlorid.
Vorzugsweise wird dieses Dämmaterial zu Dämmplatten mit einer Dichte von 40-110 Kilogramm pro Kubikmeter gepreßt. Ebenso kann dieses Material als loses Isoliermaterial mit einer Dichte von 25-60 Kilogramm pro Kubikmeter Verwen­ dung finden.
Mit diesem Material läßt sich die Brandklasse B1 nach DIN 4102 erreichen. Gleichzeitig weist dieses Material eine Wärmeleitfähigkeit von 0,03-0,045 W/m²K auf.
Bevorzugter Anwendungsbereich für dieses Dämmaterial sind die Wärmedämmung, die Schalldämmung und die Trittschalldäm­ mung im Dach-, Wand- und Fußbodenbereich.
Folgende Rezepturen für das erfindungsgemäße Dämmaterial sind besonders bevorzugt:
Für Dämmplatten mit einer Rohdichte von etwa 90-100 Kilo­ gramm pro Kubikmeter:
16% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Heu
Laub
Stroh
12,5% Jute
3,5% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Sisal
Lein
Hanffaser
21% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Kraftpapier
Zeitungspapier
Zellulose
Pappe
Tapetenreste
Eierverpackungskartons
5,5% Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid
13% Borax-Decahydrat
13% Borsäure
5,5% Tallharz oder Balsamharz
5% Aluminiumsulfat
5% Ligninsulfonat
Besonders bevorzugt ist es dabei, ausschließlich Magnesium­ chlorid zu verwenden.
Mit dieser Dämmplatte läßt sich eine optimale Brandsicher­ heit ohne zusätzliche Flammschutzmittel erzielen. Es ist dabei problemlos möglich, die Norm B1 der DIN 4102 für Bau­ stoffe zu erfüllen. Zusätzlich weist diese besonders bevor­ zugte Dämmplatte eine niedrigere Rauchgasdichte und ein besseres Glimmverhalten als alle bisher bekannten Dämmplat­ ten aus biologischen Baustoffen auf. Die Anforderungen an die Rauchgasdichte und das Glimmverhalten gemäß der neuen Norm für schwerentflammbare Baustoffe kann derzeit nur mit dieser Platte erreicht werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft eine leichtere Dämmplatte, mit der sich ebenfalls noch die Anforderungen der B1-Klasse nach DIN 4102 erfüllen lassen. Diese Dämm­ platte weist eine Rohdichte von etwa 70 Kilogramm pro Ku­ bikmeter auf.
Die Zusammensetzung ist folgendermaßen:
20% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Heu
Laub
Stroh
14% Jute
5% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Sisal
Lein
Hanffaser
24% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Kraftpapier
Zeitungspapier
Zellulose
Pappe
Tapetenreste
Eierverpackungskartons
9% Borax-Decahydrat
9% Borsäure
5% Tallharz oder Balsamharz
4,5% Aluminiumsulfat
4,5% Ligninsulfonat
5% Magnesiumchlorid.
Folgendes Herstellungsverfahren ist für die Herstellung der erfindungsgemäßen Dämmplatten bevorzugt:
Jeder der verwendeten Stoffe aus der Stoffgruppe Papier, Kraftpapier, Zeitungspapier, Zellulose, Pappe, Tapetenre­ ste, Eierverpackungskartons werden getrennt zu fertigen Fa­ sern aufgeschlossen und in einem Faserbunker getrennt zwi­ schengelagert. Dabei wird jede Materialsorte vorzugsweise in 3 Stufen getrennt aufgeschlossen: Einerseits im Schred­ der zu ca. 20-50 cm² großen Stücken, andererseits in der Hammermühle zu ca. 4-6 mm² großen Stücken und im Zerfase­ rer zu Fasern vermahlen.
Von entscheidender Bedeutung ist dabei, daß das Material nach jeder Stufe entstaubt wird, und alle Partikel kleiner 63 µm (der Staub) abgesondert werden. Dies ist besonders wichtig, da das Verfahren sonst nicht befriedigend funk­ tioniert.
Sofern die Stoffe Heu, Laub oder Stroh Verwendung finden, werden diese im Zerfaserer entsprechend zerkleinert, ent­ staubt und ebenfalls zwischengelagert.
Sofern Ausgangsstoffe wie Jute, Sisal, Leinfasern, Hanf, Schilf, Flachs, Rohbaumwolle, Kokosfasern oder Heu Verwen­ dung finden, werden diese Fasern entsprechend aufgelockert. Diese Materialien können in jeder Kombination vermischt werden.
Je nach Rezeptur werden aus den Faserbunkern die entspre­ chenden Materialien über Bandenwaagen zum Mischer dosiert und dabei nochmals entstaubt.
Im Trockenmischer wird aus den einzelnen Faserkomponenten ein homogenes Gemisch hergestellt.
Auf dem Weg zum nächsten Mischer wird das Material mit Borax imprägniert, indem das Borax als 40-60%ige wäßrige Lösung mit Düsen aufgesprüht wird.
Sofern weitere Bindemittel (Tallharz, Balsamharz oder Lig­ ninsulfonat sowie Borsäure oder Aluminiumsulfat) Verwendung finden, werden diese in entsprechenden Mengen pneumatisch in eine Feinmühle dosiert, dort gemahlen und kurz vor dem zweiten Mischer, also nach der Imprägnierung mit Borax zu­ gegeben.
Nach diesem Schritt und direkt vor dem zweiten Mischer wird das Magnesiumchlorid oder Calciumchlorid als 20-50%ige wäßrige Lösung zugegeben.
Die gesamten Komponenten werden nun dem Mischer zugeführt, und dort wird dann ein homogenes Gemisch hergestellt.
Auf einer Streumaschine mit einer gesteuerten Rückstreif­ walze wird eine gleichmäßige Schicht aus dem Dämmaterial gebildet, die vorgepreßt wird.
Das Material wandert dann in den Dämpfkanal, wo die Binde­ mittel durch eine Zugabe von Wasserdampf mit einer Tempera­ tur von etwa 110° Celsius aktiviert werden.
Die Masse wird nun durch ein Preßband auf das gewünschte Sollmaß gedrückt.
Die Platten werden dann im Trockenkanal bei einer Tempera­ tur von etwa 40° Celsius getrocknet.
Bei der Endverarbeitung kann der kontinuierliche Platten­ strang dann zu den einzelnen Plattenformaten geschnitten, verpackt und palettiert werden.
Wenn statt der Herstellung von Dämmplatten aus dem Dämma­ terial die Verwendung des Dämmaterials als loses Isolier­ material beabsichtigt ist, wird das Material nach Verlassen des zweiten Mischers im losen Zustand mit Wasserdampf bei einer Temperatur von etwa 110° Celsius beaufschlagt, um die Bindemittel zu aktivieren. Das lose Material wird dann im Trockenkanal bei einer Temperatur von ca. 40° Celsius ge­ trocknet.
Gegenüber den bisherigen Herstellungsverfahren für Dämma­ terialien hat dieses Verfahren noch den Vorteil des gerin­ geren Energieverbrauchs. Gemäß dem Stand der Technik ist nämlich bisher im Dämpfkanal eine Dampftemperatur von etwa 1500 Celsius erforderlich. Demgegenüber wird jetzt nur eine Dampftemperatur von 110° Celsius benötigt. Ebenfalls kann die Trocknung erfindungsgemäß bei wesentlich geringerer Temperatur erfolgen, nämlich bei 40° Celsius statt bisher 80-100° Celsius.

Claims (4)

1. Dämmaterial, gekennzeichnet durch folgende Zusammen­ setzung: 37-52% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Kraftpapier
Zeitungspapier
Zellulose
Zellstoff
Pappe
Tapetenreste
Eierverpackung
Laub
Holzspäne
Korkreste
zerkleinert in Stückchen von 0-5 mm²16-30% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Jute
Sisal
Leinfasern
Hanf
Stroh
Schilf
Flachs
Rohbaumwolle
Kokosfasern
Heu
zerfasert auf Faserlängen von überwiegend 5-30 mm18-47% aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
Boraxpenthahydrat
Boraxdecahydrat
Borax-Polybor
Borsäure
Magnesiumchlorid
Aluminiumsulfat
Tallharz
Ligninsulfonat
Calciumchlorid.
2. Dämmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Dämmaterial zu Dämmplatten mit einer Dichte von 40-110 Kilogramm pro Kubikmeter gepreßt ist.
3. Dämmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als loses Isoliermaterial mit einer Dichte von 25-60 Kilogramm pro Kubikmeter Verwendung findet.
4. Verfahren zur Herstellung von Dämmaterial, gekennzeich­ net durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • a) Aufschließen der verwendeten faserhaltigen Naturstoffe zu fertigen Fasern für jede Materialsorte getrennt
  • b) Entstaubung des Materials nach jeder Zerkleinerungs- oder Zerfaserungsstufe
  • c) Dosierung der einzelnen Faserfraktionen zum Mischer
  • d) Herstellung eines homogenen Gemischs aus den einzelnen Faserkomponenten im Trockenmischer
  • e) Imprägnierung des homogenen Gemischs aus dem Trockenmi­ scher auf dem Weg zum nächsten Mischer, in dem Borax als 40-60%ige wäßrige Lösung aufgesprüht wird
  • f) Zugabe von Magnesiumchlorid oder Calciumchlorid als 20- 50%ige wäßrige Lösung direkt vor dem zweiten Mischer
  • g) Herstellung eines homogenen Gemischs aus allen Komponen­ ten in dem zweiten Mischer
  • h) Förderung des Materials in einen Dämpfkanal, in dem Was­ serdampf mit einer Temperatur von etwa 110° Celsius zugege­ ben wird
  • i) Trocknen des Materials in einem Trockenkanal bei einer Temperatur von etwa 40° Celsius.
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