DE19757418A1 - Dämm-, Füll- oder Packstoff und daraus hergestellte Formkörper - Google Patents
Dämm-, Füll- oder Packstoff und daraus hergestellte FormkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Dämm-, Füll- oder Packstoffe und daraus
hergestellte Formkörper aus Pflanzenmaterial.
Es sind verschiedene Pflanzenmaterialien bekannt, die zu Dämm
stoffen, Dämmplatten oder Leichtbauplatten verarbeitet werden
können und dann mehr oder weniger gute Wärme- und Schalldämm
eigenschaften aufweisen; ansonsten sind sie mit solchen Män
geln behaftet, daß sie sich gegenüber den teilweise ökologisch
und gesundheitlich bedenklichen synthetischen Dämmstoffen auf
dem Markt nicht durchsetzen konnten.
Teilweise bestehen sie aus Rohstoffen, die nur begrenzt ver
fügbar sind und/oder weite Transportwege benötigen, wie Kork,
Kokosfaser und Schilf, zum Teil müssen die Ausgangsmaterialien
aufwendig aufbereitet werden, wie z. B. bei der Herstellung von
Holzfaserplatten. Viele Dämmstoffe besitzen aufgrund der Gewe
bestruktur des Ausgangsmaterials und/oder aufgrund des Her
stellungsverfahrens nur mäßige Dämmeigenschaften, z. B. Holz
wolle-Leichtbauplatten, Schilf- und Strohplatten. Die genann
ten Mängel resultieren jeweils in hohen Verbraucherpreisen.
Ferner ist aus der DE-C-812 729 ein Verfahren zur Herstellung
von Bauelementen in Form von sägefähigen Blöcken aus organi
schen Füllstoffen und mineralischen Bindemitteln sowie Wasser
glas bekannt, bei welchem ein größeres Volumen von Bruch
stücken rohrartiger Gewächse, wie Rohrkolbenbruch, Binsen
bruch, Mohnkolbenbruch, Teichkolbenbruch oder anderen Sumpf
gewächsen von schilfähnlichem Aussehen mit einer geringen
Menge Wasserglaslösung behandelt und verkieselt wird, worauf
die Masse nach völliger Trocknung mit geringen Mengen mine
ralischer Bindemittel, insbesondere Zement, sowie Lehm innig
vermischt und unter hohem Druck (mehr als 5 bar) auf etwa den
zehnten Teil des Ausgangsvolumens verdichtet wird, wobei der
Zement während des Preßvorganges zur Abbindung gebracht wird.
Hohlräume und damit eine gewisse Isolierwirkung werden bei
diesem Verfahren hauptsächlich dadurch erreicht, daß teilweise
druckstabile rohrartige Pflanzenmaterialien verwendet werden.
Die Gewebestruktur der weniger druckfesten Blätter, z. B. von
Rohrkolben, Mohnkolben, Teichkolben u. dgl. wird durch den
hohen Druck völlig zerstört.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, aus nachwachsenden,
heimischen, pflanzlichen Rohstoffen Dämm-, Füll- und Packstoffe
sowie daraus hergestellte Formkörper zu schaffen, die einen
ähnlich guten Dämmwert wie synthetische Dämmstoffe aufweisen
und deren Herstellung, Verwendung und Entsorgung einfach sowie
gesundheitlich und ökologisch unbedenklich sind. Ferner
bestand die Aufgabe darin, ein Material zu finden, das neben
seiner guten Dämmeigenschaft eine gewisse Elastizität hat, so
daß es auch als Packmaterial mit Isoliereigenschaften geeignet
ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Dämm-, Füll- oder Pack
stoff aus Pflanzenmaterial, der dadurch gekennzeichnet ist,
daß er die oberirdische Biomasse von Rohrkolben, deren
Aerenchymstruktur noch weitgehend erhalten ist, enthält oder
daraus besteht.
Rohrkolben (botanischer Name: Typha) mit ihren am häufigsten
verbreiteten Arten Thypha latifolia L. und Typha angustifolia
L. sind in unserem Klima gut kultivierbare Wildpflanzen, die
einen hohen Ertrag (jährlich 20 bis 40 t Trockenmasse/ha.)
gewährleisten und einen umweltverträglichen Anbau ermöglichen.
Sie lassen sich auf Feuchtflächen einfach kultivieren, wobei
der Anbau mit Maßnahmen zum Gewässerschutz verknüpft werden
kann. Sie sind in der Lage, aus Abwässern und Oberflächen
wasser die überschüssigen Nährstoffe zu binden, so daß sie in
Pflanzenkläranlagen eingesetzt werden können. Auch können sie
zur Nutzung und Stabilisierung von wiedervernäßten Moorböden
verwendet werden.
Die bis zu 3 m lang werdenden lanzettförmigen Blätter der
einheimischen Arten Typha angustifolia bzw. latifolia wachsen
als Blattbündel direkt aus dem Rhizom. Die Blätter haben einen
sichelförmigen Querschnitt. Das Zellgewebe der Außenhaut ist
in der Längsachse dicht mit Bastfaser umscheideten Leitbündeln
und reinen Baststrängen durchzogen. Ausgesteift wird die dünne
Außenhaut durch ein inneres Kammersystem aus in Längsrichtung
parallel durchlaufenden und in Querrichtung versetzt angeord
neten Scheidewänden. Die Längsscheidewände bestehen aus ge
schlossenzelligem Gewebe, die Querscheidewände (Diaphragmen)
dagegen sind durchlässig. Sie ähneln einem Netz mit vorwiegend
drei- und viereckigen Maschen. Zwischen den Scheidewänden
befinden sich Luftkammern (Lakunen), die bei ausgewachsenen
Blättern eine Länge von 3 bis 4 mm und eine Breite von 2 bis
3 mm haben. Das Innere der Lakunen ist mit einem feinen fädigen
Schwammgewebe, dem Aerenchym oder Durchlüftungsgewebe gefüllt,
das den größten Teil des Blattvolumens einnimmt und die guten
Dämmeigenschaften bewirkt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Dämm-, Füll- oder
Packstoffe mit guten Dämmeigenschaften erhalten werden können,
wenn die Aerenchymstruktur der Rohrkolbenblätter noch weit
gehend erhalten ist. Das Aerenchym ist ein elastisches Gewebe,
dessen Elastizität irreversibel verlorengeht, wenn die Rohr
kolbenblätter quer zur Blattrichtung einem höheren Druck, z. B.
von mehr als 4 bis 5 bar, ausgesetzt werden. Dieser Sachver
halt wurde von dem Erfinder der DE-C-812 779 nicht erkannt, da
bei einer Verdichtung unter einem Druck von etwa 5 atü und
mehr eine Volumenverkleinerung um den Faktor von 10 eintritt.
Mikroskopuntersuchungen von solcherart hergestellten Proben
körpern zeigten, daß das Kammersystem und das Porengerüst des
Aerenchyms von Rohrkolben zerdrückt war. Es war aber auch eine
partielle Regenerierung nicht mehr möglich, da das Wasserglas
und das hydraulische Bindemittel nach dem Aushärten des Form
körpers eine Expansion verhinderten. Das spezifische Gewicht
der Probekörper betrug mindestens 1.100 kg/m3, was dem spezi
fischen Gewicht der heute gebräuchlichen Mauerziegel ent
sprach. Eine hohe Dämmwirkung ist damit nicht zu erreichen.
Von einem eigentlichen Dämm- oder Isolierstoff kann also nicht
gesprochen werden, allenfalls von einem Leichtbauelement.
Die Tatsache, daß der Erfinder der DE-C-812 779 die Bedeutung
einer intakten Aerenchymstruktur nicht erkannt hat, ergibt
sich auch daraus, daß neben Rohrkolben auch andere rohrartige
Gewächse ohne ein schwammförmiges Aerenchym, z. B. Schilf,
verwendet wurden. Durch die gewählte Verfahrenstechnik, insbe
sondere durch die hohen Drücke und die daraus resultierende
Verdichtung auf etwa ein Zehntel des Ausgangsvolumens werden
gerade diejenigen Pflanzengewebe zerstört, die besonders gut
für die Herstellung von Dämmstoffen geeignet wären.
Die erfindungsgemäßen Dämm-, Füll- oder Packstoffe liegen
vorzugsweise in Form von Blättern oder Blatteilen mit einer
Länge von maximal 15 cm, vorzugsweise von maximal 2 bis 6 cm
vor. Die Partikelvolumina des zerkleinerten Materials liegen
zwischen etwa 0,01 und 15 cm3, vorzugsweise zwischen etwa 0,5
und 5 cm3.
Da die Blätter bzw. Blatteile einen sichelförmigen Querschnitt
haben, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Außenhaut in
Längsrichtung ein- oder mehrfach zu durchtrennen. Durch diese
Maßnahme wird erreicht, daß die Partikel flach aufeinander
liegen, so daß das Volumen zwischen den Partikeln möglichst
gering wird. Bei dieser Behandlung wird das Aerenchym nicht
beschädigt. Üblicherweise erfolgt die Durchtrennung der
Außenhaut dadurch, daß die Blattabschnitte nach dem Häckseln
in Längsrichtung durch parallele Messerscheiben geschickt
werden, wobei sie in Streifen mit einer Breite von etwa 1 bis
10 mm zerlegt werden. Durch diese Maßnahme erreicht man vor
allem eine Entspannung und eine einfachere Handhabung des
Materials. Die Sichelform der Blätter wird abgeflacht; dadurch
legen sich die Teilchen dichter aneinander, und die Gefahr der
Hohlraumbildung zwischen den Blatteilen sinkt. Ferner können
bei der anschließenden Formgebung geringere Drücke angewendet
werden.
Günstig ist hierbei auch, daß Typhablattmasse weitgehend SiO2
frei ist und deshalb mit scharfen Schneidwerkzeugen präzise zu
den gewünschten Formpartikeln zerlegt werden kann, ohne daß
die Schneidwerkzeuge vorzeitig stumpf werden.
Nach einer besonderen Ausgestaltung wird durch die Messer
scheiben nur die Außenhaut durchtrennt, wobei die Blatteile
über das Aerenchymgewebe miteinander verbunden bleiben. Auf
diese Weise wird die Spannung in der Außenhaut ebenfalls be
seitigt, wobei größere, flache Partikel entstehen, so daß der
freie Hohlraum zwischen den Partikeln reduziert wird. Zudem
wird weniger Aerenchymgewebe freigelegt, wodurch das Eindrin
gen von Bindemitteln in die Poren bei der nachfolgenden
Herstellung von Formkörpern vermindert wird. Außer durch
Messerscheiben können die Blätter bzw. die Außenhaut der
Blätter auch durch Schneidwalzen, Sägewerke sowie mit Hilfe
von Masse- oder Lichtstrahlen durchtrennt werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Partikelform der geforderten
Struktur anzupassen, besteht darin, daß man Blatteile durch
eine Dampf- oder Flüssigkeitsbehandlung aufweicht, so daß auch
auf diese Weise der sichelförmige Querschnitt der Blätter
abgeflacht wird.
Schließlich gibt es noch die Möglichkeit, die unteren Enden
der Blattbündel, wie sie, leicht verklebt, aus dem Rhizom
herauswachsen, nicht in die Einzelblätter zu zerlegen, sondern
die geschlossenen Bündel allein durch Querteilung in geeignete
größere Blattpakete zu zerlegen.
Die erfindungsgemäßen Dämm-, Füll- oder Packstoffe können ein
Gemisch aus Partikeln mit unterschiedlicher Größe und Gestalt
darstellen. Die kleineren Partikel füllen die Hohlräume
zwischen den größeren Partikeln aus, wodurch die Dämmwirkung
verbessert wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Außen
haut und/oder das Aerenchym imprägniert. Die Imprägnierung
kann durch Einarbeiten eines pulverförmigen Imprägniermittels
oder mit einer wäßrigen Lösung des Imprägniermittels erfolgen.
Die Imprägnierung der inneren Oberfläche erfolgt entweder
durch Eindringen der Trockenpartikel in die Schwammstruktur
des Aerenchyms oder durch Zusammendrücken des elastischen
Blattgewebes und die darauffolgende Entspannung in der Impräg
nierflüssigkeit. Das Aerenchym saugt sich dabei voll wie ein
Schwamm. Eine Brand-, Fäulnis-, Schädlings- oder ähnliche
Schutzbehandlung ist deshalb wesentlich wirkungsvoller als die
rein oberflächliche Ausrüstung von geschlossenzelligen Pflan
zengeweben. Die überschüssige Imprägnierflüssigkeit wird
abgepreßt, worauf das Aerenchym aufgrund seiner Elastizität
wieder in die ursprüngliche Form zurückgeht. An die Impräg
nierbehandlung kann sich, falls gewünscht, eine Trocknung
anschließen.
Gegenstand der Erfindung sind ferner Formkörper, insbesondere
Dämmelemente, die einen gebundenen Dämmstoff, wie er vorste
hend beschrieben ist, enthält. Im Formkörper kann der Dämm
stoff in unterschiedlicher Größe oder Form vorliegen. Die grö
ßeren Partikel sorgen für eine strukturelle Integrität und
eine geringe Dichte der Formkörper. Die kleineren Partikel be
wirken den Materialschluß der Formmasse, so daß keine größeren
Hohlräume vorliegen, die die Dämmwerte verschlechtern könnten.
Die erfindungsgemäßen Formkörper enthalten neben den Dämm
stoffpartikeln vorzugsweise ein Bindemittel, wobei ein gerin
ger Druck quer zur Blattrichtung (Faserrichtung) zum Verbinden
der Dämmstoffpartikel ausreicht. Maximal beträgt der angewen
dete Druck quer zur Blattrichtung etwa 2 bar, vorzugsweise
maximal 1 bar, da das Aerenchym, wie schon gesagt, bei höheren
Drücken irreversibel zerstört wird. Im allgemeinen genügen
bereits Drücke von 0,2 bis 1 bar, wobei vorzugsweise Drücke
von 0,4 bis 0,6 bar angewendet werden. Die Drücke hängen auch
von der gewünschten Dichte der Dämmstoffpartikel ab.
Dagegen können in Richtung der Blattachse höhere Drücke ange
wendet werden, ohne daß das Aerenchym zerstört wird. In der
Blattrichtung sind die Dämmstoffpartikel also viel stabiler
als quer zur Blattrichtung. Die Standfestigkeit der bis zu 3 m
hohen Blätter beruht auf der Verbindung von Vorspannung der
Deckschichten in Richtung der Plattenachse und der elastischen
Füllung der Kernschicht mit einem Schaumgewebe, das in Kammern
längs der Plattenachse unterteilt ist. Dieser Umstand charak
terisiert diese statischen Eigenschaften und damit die
mechanische Belastbarkeit. Rohrkolbenblätter sind, was ihr
statisches System betrifft, gewissermaßen "Pneus" mit der
Besonderheit einer hohen Druckstabilität von etwa 20 bar in
Richtung der Blattachse und reversibel elastischem Verhalten
quer dazu im Bereich von 0 bis etwa 3 bar.
Darüber werden nachstehend im Zusammenhang mit Dämmplatten
noch nähere Ausführungen gemacht.
Als Bindemittel können organische oder anorganische Binde
mittel verwendet werden. Zu den anorganischen Bindemitteln
zählen beispielsweise Wasserglas, Sulfitablauge, Gips, Lehm,
Kalk-Quarzsand-Mischungen oder hydraulische Bindemittel wie
Zement, insbesondere Sorelzement (Magnesiazement), der durch
Verrühren von gebranntem Magnesiumoxid mit einer MgCl2- oder
MgSO4-Lösung erhalten wird. Diese anorganischen Bindemittel
können unter Anwendung geringer Drücke quer zur Blattrichtung
eingesetzt werden, damit die Aerenchymstruktur nicht zerstört
wird.
Die organischen Bindemittel sind entweder in Wasser oder in
einem organischen Lösungsmittel dispergiert oder gelöst, wobei
die Verwendung von wäßrigen Bindemitteln aus Gründen des Um
weltschutzes bevorzugt wird. Es genügen kleine Mengen an Bin
demittel, insbesondere wenn die sichelförmige Blattstruktur
durch eine der vorstehend angegebenen Behandlungen abgeflacht
wurde. Beispiele für Bindemittel sind Leim, Kleister, Kunst
harzkleber, Schmelzkleber, Kaseinleim, Gummiarabikum, Latex-
und Kautschukkleber, Acryl-Dispersionskleber usw.
Die Erfindung umfaßt auch Formkörper mit einer Sandwich-Struk
tur, deren Einzelschichten sich hinsichtlich Verdichtungsgrad,
Partikelgröße oder -gestalt und/oder durch die Art oder Menge
des Bindemittels voneinander unterscheiden. Im allgemeinen be
stehen die Formkörper mit Sandwich-Struktur aus einer oder
zwei stärker verdichteten Deckschicht(en) und einer Kern
schicht mit geringerer Dichte.
Die Fasern der Dämmstoffpartikel in der Kernschicht sind senk
recht zur Oberfläche des Formkörpers, parallel dazu oder
regellos ausgerichtet, je nach Anforderung an die Statik des
Formkörpers; die Deckschicht(en) ist (sind) auf die Oberfläche
der Kernschicht aufgepreßt. Die Deckschicht(en) ist (sind) im
allgemeinen mit einem Bindemittel mit der Kernschicht verbun
den und ist (sind) mit einem Druck von etwa 1 bis 10 bar,
vorzugsweise von etwa 3 bis 5 bar, auf die Kernschicht
aufgepreßt.
Die einzelnen Schichten, insbesondere die Deckschicht(en) der
Sandwich-Struktur, kann (können) auch aus anderen Materialien
als aus Rohrkolben oder aber auch aus verdichteten Rohrkolben
partikeln bestehen. Andere Materialien für die Deckschicht(en)
sind beispielsweise Holzfurniere, Folien, Plattenwerkstoffe,
Papier oder Pappe, Mörtel, Farbe oder textile Materialien.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläu
tert.
Typhablätter werden in Längsrichtung mit einer Schneidwalze in
Streifen mit einer Breite von etwa 3 mm geschnitten. Die
Streifen werden dann mit einer Querschneideeinrichtung zu
Partikeln mit einer Länge von etwa 3 bis 5 mm geschnitten.
Nach beiden Schneidvorgängen ist das Aerenchym noch intakt.
Die Partikel werden in einem Trommelmischer mit einem fein
gemahlenen Gemisch aus Ammoniumsulfat (14 Gew.-%, bezogen auf
das organische Material) als Flammschutzmittel und Natrium
borat (0,1 Gew.-%, bezogen auf organisches Material) als
fäulnis- und pilzhemmendes Mittel, vermischt, bis das pulver
förmige Gemisch vollständig von dem Aerenchym der Blattpar
tikel aufgenommen ist.
Das imprägnierte Material hat eine Schüttdichte von etwa 40
kg/m3 und eine spezifische Wärmeleitfähigkeit (λ) von
etwa 0,035 Watt/(K.m).
Die Partikel werden als Einblas- oder Schütt-Dämmstoff in
Hohlräumen von beidseitig verschalten Konstruktionen oder in
Hohlziegeln verwendet, wobei der Einblasdruck ausreicht, daß
die Masse der Partikel bei Erschütterungen nicht weiter zusam
mensackt, da die Partikel gute dauerelastische Eigenschaften
haben. Außerdem haben die Partikel eine gute Rieselfähigkeit.
Im Flammtest erfüllt das Material nahezu die Anforderungen der
Brandklasse B I.
Die nach Beispiel 1 hergestellten Dämmstoffpartikel können
auch als Packstoffe für Geschirr und Maschinenteile verwendet
werden, wobei in diesem Fall die Imprägnierung entfallen kann.
Vorzugsweise werden jedoch als Packstoffe größere Partikel mit
einem Volumen von etwa 5 bis 20 cm3 verwendet. Bei Verwendung
als Packstoff kann das Material beim Empfänger kompostiert
werden.
Zur Herstellung einer Dämmplatte, die für die Wärme- und
Trittschalldämmung geeignet ist, wird ein Gemenge von zer
schnittenen Typhablättern mit drei verschiedenen Partikel
größen verwendet:
40% große Partikel aus nur quergeschnittenen Blattbündelab schnitten vom unteren Ende der Typhablätter (Länge 3 bis 5 cm, Volumen etwa 20 cm3);
40% mittlere Partikel, die durch Längsteilen der Typhablätter in Streifen von etwa 1 cm mit Schneidwalzen und anschließender Querteilung zu Abschnitten von etwa 1 cm Länge erhalten wurden (Partikelvolumen etwa 5 cm3);
20% kleine Partikel, die durch Teilung in Streifen von etwa 0,3 cm Breite und etwa 0,3 cm Länge erhalten wurden (Partikel volumen etwa 0,5 cm3).
40% große Partikel aus nur quergeschnittenen Blattbündelab schnitten vom unteren Ende der Typhablätter (Länge 3 bis 5 cm, Volumen etwa 20 cm3);
40% mittlere Partikel, die durch Längsteilen der Typhablätter in Streifen von etwa 1 cm mit Schneidwalzen und anschließender Querteilung zu Abschnitten von etwa 1 cm Länge erhalten wurden (Partikelvolumen etwa 5 cm3);
20% kleine Partikel, die durch Teilung in Streifen von etwa 0,3 cm Breite und etwa 0,3 cm Länge erhalten wurden (Partikel volumen etwa 0,5 cm3).
Durch die Verwendung eines Gemenges aus verschiedenen Parti
kelgrößen werden die verbleibenden Hohlräume zwischen den
größeren Partikeln mit den kleineren Partikeln aufgefüllt,
wodurch die Platte kompakter und härter wird.
Dieses Gemenge wird in einem Trommelmischer mit dem feinst
gemahlenen Ammoniumsulfat/Natriumborat-Gemisch vom Beispiel 1
in den dort angegebenen Gewichtsverhältnissen trocken
vermengt, bis das pulverförmige Material vollkommen vom
Aerenchym der Blattpartikel aufgenommen ist.
Das so vorbehandelte Gemenge wird in einer Beleimungstrommel
mit etwa 35 Gew.-% eines in Wasser emulgierten Latexklebers
(Feststoffkonzentration 30%) vermischt. Das Gemisch wird in
gelochte Formen mit den Abmessungen 2 × 1 m eingerüttelt und mit
einem Druck von 0,25 bar auf eine Schichtstärke von etwa 6 cm
gepreßt und durch Durchblasen von vorgewärmter Luft getrock
net. Auf diese Weise wird die Kernschicht erhalten.
Die Deckschichten werden wie folgt erhalten.
Aus dem oberen Blattdrittel von Typhapflanzen mit einem gerin
geren Aerenchymvolumen als im unteren Teil werden mit Schneid
walzen etwa 2,5 mm breite Längsstreifen geschnitten, aus denen
dann etwa 10 cm lange Stücke geschnitten werden. Die Behand
lung dieser Stücke mit Ammoniumsulfat, Natriumborat und Latex
kleber erfolgt wie bei der Kernschicht.
Mit einer Dornenwalze wird das Gemenge der Blatt streifen
regellos zu einem etwa 4 cm hohen Vlies ausgeworfen, mit
Warmluft vorgetrocknet und dann zwischen Walzenpaaren, Loch
bändern oder gelochten starren Plattenformen unter einem Druck
von etwa 10 bar zu Platten mit einer Stärke von etwa 3 mm
gepreßt.
Nach dem Aushärten werden die Deckschichten beidseitig nach
dem Kontaktklebeverfahren (Aufsprühen der Latex auf die Ober
flächen), Antrocknen und Verpressen bei einem Druck von etwa
10 bar mit der Kernschicht verklebt, formatiert und an den
vier Stirnseiten mit jeweils zwei Nuten und zwei Federn verse
hen. Auf die so vorbehandelten Stirnseiten werden entsprechend
vorgeformte Deckschichtstreifen aufgeklebt.
Die so hergestellte Dämmplatte hat nach dem Lagern bei norma
ler Luftfeuchte eine spezifische Wärmeleitfähigkeit (λ) von
0,040 Watt/(K.m). Sie erfüllt die Normen für die Brandbestän
digkeit nach B II; sie ist verrottungsbeständig und kann als
Trittschalldämmplatte verwendet werden. Sowohl die Kernschicht
als auch die Deckschichten sind isotrop, d. h., es gibt keine
bevorzugte Bearbeitungsrichtung.
Eine Sandwich-Platte, die für die Wärme- und Schalldämmung
geeignet ist und die eine hohe Druckfestigkeit und Biege
steifigkeit hat, wird wie folgt hergestellt:
Zur Herstellung der Kernschicht werden in ein U-förmiges Gestell (Breite 2 m, Höhe 1,20 m, Tiefe 60 cm), die mit Sorel zementkleber beleimten unteren Drittel der Rohrkolbenblatt masse als Blattbündel (Länge etwa 60 cm) parallel ausgerichtet zügig eingelegt (wegen der kurzen Abbindezeit des Sorelzemen tes); wenn das Gestell gefüllt ist, werden die parallel ausge richteten Blattstreifen von oben mit einer ebenen Platte unter einem Druck von etwa 0,25 bar auf eine Höhe von 1,0 m kom primiert, wobei im wesentlichen nur der freie Zwischenraum zwischen den Blattstreifen verschwindet, während das Aeren chymvolumen nicht wesentlich verkleinert wird. Man läßt das erhaltene Paket aushärten und schneidet senkrecht zu den Blattachsen Platten mit einer Stärke von etwa 7 cm. Das Ver hältnis zwischen Bindemittel und Blattmasse (jeweils bezogen auf die Trockenmasse) beträgt etwa 2 : 1.
Zur Herstellung der Kernschicht werden in ein U-förmiges Gestell (Breite 2 m, Höhe 1,20 m, Tiefe 60 cm), die mit Sorel zementkleber beleimten unteren Drittel der Rohrkolbenblatt masse als Blattbündel (Länge etwa 60 cm) parallel ausgerichtet zügig eingelegt (wegen der kurzen Abbindezeit des Sorelzemen tes); wenn das Gestell gefüllt ist, werden die parallel ausge richteten Blattstreifen von oben mit einer ebenen Platte unter einem Druck von etwa 0,25 bar auf eine Höhe von 1,0 m kom primiert, wobei im wesentlichen nur der freie Zwischenraum zwischen den Blattstreifen verschwindet, während das Aeren chymvolumen nicht wesentlich verkleinert wird. Man läßt das erhaltene Paket aushärten und schneidet senkrecht zu den Blattachsen Platten mit einer Stärke von etwa 7 cm. Das Ver hältnis zwischen Bindemittel und Blattmasse (jeweils bezogen auf die Trockenmasse) beträgt etwa 2 : 1.
Die erhaltenen Platten werden zunächst (ggf. nach Formatierung
bzw. Zusammenbau zu größeren Gebilden) auf eine ebene druck
feste Unterlage gebracht. Dann werden nacheinander die Deck
schichten aus den regellos angeordneten Partikeln von Beispiel
2 aufgebracht, die aber statt mit dem Latexkleber mit dem
vorstehend erwähnten Sorelzement-Bindemittel verbunden wurden
(Gewichtsverhältnis Bindemittel zu Blattmasse = 5 : 1, jeweils
bezogen auf Trockensubstanz). Die Deckschicht wird mit einem
Druck von etwa 5 bar auf die Kernschicht aufgepreßt.
Nach dem Aushärten wird die zweite Deckschicht in der gleichen
Weise auf die Rückseite der Kernschicht aufgebracht.
Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltene
Platte hat eine Dichte von etwa 180 kg/m3, eine spezifische
Wärmeleitfähigkeit (λ) von 0,045 Watt/(K.m), eine
Druckfestigkeit von etwa 5000 kg/m2 und eine Biegesteifigkeit,
die ungefähr der eines 20 mm starken Nadelhholzbrettes ent
spricht.
Die Platte genügt ohne zusätzliche Ausrüstung mit Brandschutz
mitteln den Vorschriften für den Brandschutz entsprechend der
Klasse B II, da der Sorelzement als Brandschutzmittel wirkt.
Auch der Verrottungsschutz ist ausreichend.
Nach der im Beispiel 3 angegebenen Arbeitsweise werden Kern
schichten hergestellt, allerdings mit einem organischen
Bindemittel (Latexkleber, 20 Gew.-% der Blattmasse, jeweils
bezogen auf Trockenmasse). Die so hergestellten Kernschichten
von 40 mm Stärke werden mit einer wäßrigen Lösung von
Ammoniumsulfat und Natriumborat (Gewichtsverhältnis wie in
Beispiel 1) imprägniert, indem diese Lösung auf beide Seiten
der plattenförmigen Kernschicht aufgesprüht wird. Nach dem
Trocknen der Kernschicht werden unter einem Druck von etwa 5
bar und unter Verwendung von Polyurethan-Kleber Deckschichten
aus Sperrholz mit einer Stärke von etwa 6 mm aufgeleimt.
Die erhaltene Sandwich-Platte hat neben einer guten Wärmeleit
fähigkeit (λ) von 0,045 Watt/(K.m) und den guten
Schalldämmeigenschaften einer 8 cm starken Mineralfaser-Dämm
platte von etwa 300 kg/m3, vor allem eine sehr hohe Biege
steifigkeit, entsprechend einem Nadelholzbrett von 45 mm Stärke
(Güteklasse II) bei geringem Gewicht (etwa 120 kg/m3). Die
Platte eignet sich beispielsweise zur Herstellung von Türblät
tern, Wandelementen, Tischplatten und dergl.
Es werden Schichten hergestellt wie die in Beispiel 2 be
schriebenen Deckschichten, mit dem Unterschied, daß sie nicht
mit 10 bar auf 3 cm, sondern mit 1 bar auf 8 cm verdichtet
werden. Von diesem Material werden in Kontaktklebetechnik vier
Schichten zu einer Platte addiert. Diese eignet sich besonders
zur Dämmung von Trittschall.
Ein Formstein in Form eines Hohlziegels wird unter Verwendung
der nicht imprägnierten Dämmstoffpartikel von Beispiel 1 durch
Vermischen mit einer wäßrigen Tonsuspension hergestellt (Ge
wichtsverhältnis Dämmstoffpartikel: Ton, jeweils bezogen auf
Trockensubstanz = 1 : 5; Konzentration der Tonsuspension
40 Gew.-%).
Aus dem Gemisch werden durch Strangpressen Hohlblocksteine mit
den Abmessungen 49 × 24 × 10,8 cm mit einer Wandstärke von
etwa 6 cm hergestellt, die anschließend getrocknet werden.
Durch die Verwendung von Ton als Bindemittel in einer größeren
Menge verschlechtern sich zwar die Wärmeleitfähigkeitseigen
schaften etwas (λ = 0,055 Watt/(K.m), doch hat der
Formstein eine überraschend hohe Druckfestigkeit.
Die Hohlräume des Formsteins können mit den Dämmstoffpartikeln
von Beispiel 1 gefüllt werden.
Claims (15)
1. Dämm-, Füll- oder Packstoff aus Pflanzenmaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß er die oberirdische Biomasse von Rohr
kolben, deren Aerenchymstruktur noch weitgehend erhalten ist,
enthält oder daraus besteht.
2. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach Anspruch 1 in Form von
Blättern oder Blatteilen mit einer Länge von maximal 15 cm,
vorzugsweise von maximal 2 bis 6 cm und einem Partikelvolumen
von etwa 0,01 bis 15 cm3, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 5 cm3.
3. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter oder Blatteile in
Längsrichtung durchgehend oder nur im Bereich ihrer Außenhaut
ein- oder mehrfach durchtrennt sind.
4. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut durch eine Dampf-
oder Flüssigkeitsbehandlung aufgeweicht ist.
5. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gemisch aus
Partikeln mit unterschiedlicher Größe und Form darstellt.
6. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut und/oder das
Aerenchym imprägniert sind.
7. Dämm-, Füll- oder Packstoff nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Imprägnierung durch Einlagern von
Trockenpartikeln in das Aerenchym oder durch Pressen, Auf
saugen einer Imprägnierflüssigkeit und Abpressen der über
schüssigen Imprägnierflüssigkeit durchgeführt worden ist.
8. Formkörper, insbesondere Dämmelement, enthaltend einen
gebundenen Dämmstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Formkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dämmstoffpartikel unter Anwendung eines Bindemittels bei
einem geringen Druck quer zur Blattrichtung verpreßt worden
sind.
10. Formkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß er unter Anwendung eines Drucks quer zur Blattrich
tung von maximal 2 bar, vorzugsweise von maximal 1 bar, erhal
ten worden ist.
11. Formkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10 mit einer
Sandwich-Struktur, deren Einzelschichten sich hinsichtlich
Verdichtungsgrad, Partikelgröße oder -gestalt und/oder durch
die Art oder Menge des Bindemittels voneinander unterscheiden.
12. Formkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fasern der Dämmstoffpartikel in der Kernschicht senkrecht,
waagerecht oder regellos zur Oberfläche des Formkörpers aus
gerichtet sind und die Deckschicht(en) auf die Oberfläche der
Kernschicht aufgepreßt ist (sind).
13. Formkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht(en) mit einem Bindemittel mit der Kernschicht
verbunden ist (sind) und mit einem Druck von etwa 1 bis 10
bar, vorzugsweise von etwa 3 bis 5 bar, auf die Kernschicht
aufgepreßt ist (sind).
14. Formkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht(en) der Sandwich-Struktur
aus anderen Materialien als Rohrkolben oder aus unterschied
lich stark verdichteten Rohrkolben-Blattmassepartikeln
bestehen.
15. Formkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die anderen Materialien aus Furnierholz, Folien, Plattenwerk
stoffen, Papier oder Pappe, Mörtel, Farbe oder textilen Mate
rialien bestehen.
Priority Applications (1)
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DE1997157418 DE19757418B4 (de) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Dämm-, Füll- oder Packstoff aus Pflanzenmaterial, Verfahren zu deren Herstellung, und daraus hergestellte Formkörper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997157418 DE19757418B4 (de) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Dämm-, Füll- oder Packstoff aus Pflanzenmaterial, Verfahren zu deren Herstellung, und daraus hergestellte Formkörper |
Publications (2)
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DE19757418A1 true DE19757418A1 (de) | 1999-06-24 |
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Family
ID=7853103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19757418B4 (de) |
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