DE4306438A1

DE4306438A1 - Verfahren zum Verkleben von anorganischen Materialien, die pflanzliche Fasern enthalten

Info

Publication number: DE4306438A1
Application number: DE19934306438
Authority: DE
Inventors: Alireza Dr Kharazipour; Aloys Prof Dr Huettermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1994-09-08

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von anorganischen Materialien, die pflanzliche Fasern enthalten, gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruchs.

In der DE 30 37 992 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für Holzwerkstoffe unter Verwendung von phenolischen Stoffen, insbesondere Ligninsulfonat, be schrieben, bei dem zwecks Aktivierung der phenolische Stoff mit Enzymen versetzt wird, die Phenole nach einem Radikalmechanismus oxidativ polymerisieren, wobei der phenolische Stoff in ein aktives Bindemittel umgeformt wird. Da die eingesetzten Phenoloxidasen von lignin abbauenden Mikroorganismen erzeugt werden, war die Anwendung solcher Bindemittel auf ligninhaltige Werkstoffe, wie Holz, beschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem anorganische Materialien verklebt werden können, die pflanzliche Fasern enthalten.

Überraschenderweise vermag ein Klebemittel, das Lignin und Phenoloxidasen enthält, auch Materialien, die kein Lignin enthalten, also anorganischen Charakter haben, zu ver kleben, obwohl diese keinerlei Phenolgruppierungen ent halten, an denen die Phenoloxidasen angreifen können. Der Mechanismus der Klebewirkung ist bisher nicht geklärt.

Die eingesetzten Phenoloxidasen können aus einer Vielzahl von Bakterien, Pflanzen oder Pilzen, insbesondere aus ligninabbauenden Pilzen, wie Weißfäulepilzen, gewonnen werden. Solche Gewinnungsverfahren sind z. B. in der DE 30 37 992 beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Klebemittel werden im allgemeinen in Lösungen, bevorzugt in wäßrigen Lösungen, eingesetzt. Sie können einen Trockensubstanzgehalt von etwa 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von etwa 3 bis 20 Gew.-% und insbesondere von etwa 4 bis 10 Gew.-% haben. Die Phenoloxidasen werden dabei in Einsatzmengen von 10 000 bis 10 000 000 U pro 100 g Lignin verwendet, bevorzugt von 100 000 bis 2 000 000 U/100 g Lignin und insbesondere beträgt die Konzentration der Phenoloxidase in wäßriger Lösung etwa 100 bis 2000 U/ml.

Als Lignine lassen sich alle üblichen Typen des Lignins einsetzen, insbesondere solche, die bei der Zellstoff herstellung anfallen, wie Sulfitlignin, Sulfatlignin. Damit eröffnet die vor liegende Erfindung eine weitere Möglichkeit, das in großen Mengen anfallende umweltbelastende Lignin, das bisher überwiegend verbrannt wurde, in einem biologischen Klebeverfahren einzusetzen.

Die beiden Komponenten des erfindungsgemäßen Klebe mittels lassen sich in einfacher Weise miteinander ver mischen, beispielsweise in wäßriger Lösung. Sie können direkt in dieser Form eingesetzt und mit den zu ver klebenden Stoffen zusammengebracht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Verkleben von allen anorganischen Materialien, die pflanzliche Fasern enthalten. Dabei werden überraschenderweise nicht nur die pflanzlichen Fasern verklebt, sondern auch die anorganischen Materialien.

Das erfindungsgemäße Klebemittel eignet sich zum Verkleben von allen anorganischen Materialien, wie beispielsweise Steinfasern, Mineralfasern, Glasfasern, Textilglasfasern, Asbestfasern, Aluminiumsilikatfasern, Keramikfasern, Aluminiumoxidfasern, Silicawolle, Calciumsulfatfasern, Phosphatfasern, Kohlenstoffasern, Borfasern, Siliciumcarbid fasern, Metallfasern, wie z. B. Stahlfasern oder Wolframfa sern, Zeolithkügelchen, Perlitkügelchen, Teilchen aus Blähglas oder Blähton, sowie von feinteiligen Massen, wie Lehm oder Ton.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Verkleben von feinteiligen anorganischen Materialien in Form von Lehm- oder Tonmassen.

Als pflanzliche Fasern werden verzugsweise natürliche Fasern, wie Schilf, Stroh, Flachs, Jute, Hanf, Bagasse oder Reisstroh eingesetzt. Die Fasern werden dabei ins besondere in Form von Matten, die beispielsweise durch Drahtverbindungen verfestigt werden können, eingesetzt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aus feinteiligen anorganischen Materialien Formkörper aller Art herstellen, die sich insbesondere für den Einsatz als Dämmstoffe eignen. So ergeben beispielsweise Lehm- oder Tonmassen, in die eine Schicht einer Schilfmatte ein gearbeitet ist, nach dem Verkleben und Trocknen schalt bare Dämmplatten, deren Wärme- und Schalldämmvermögen mit herkömmlichen Dämmstoffen vergleichbar ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Klebeverfah rens werden die zu verklebenden Materialien durch geeig nete Verfahren, wie beispielsweise Tauchen, Tränken, Besprühen oder Vermischen mit dem Klebemittel in Kon takt gebracht und mit dem für die gewünschte Verdich tung geeigneten Preßdruck beaufschlagt und/oder unter Wärmezufuhr oder an der Luft getrocknet und aus härten gelassen.

Die verklebten Materialien können einer thermischen Nach behandlung unterzogen werden, beispielsweise bei Tempe raturen von ca. 100 bis 250°C bevorzugt von ca. 150 bis 220°C.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dem Klebemittel kleinste Mengen an Isocyanat zuzugeben, beispielsweise 0,1%. Diese geringen Mengen entfalten keine Klebewirkung, sie dienen als Lösungsvermittler bzw. Emulgator.

Die Klebemittel können ferner die üblichen Zusätze ent halten, wie beispielsweise Wachsemulsionen zur Verbes serung der hydrophoben Eigenschaften.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

2000 g lufttrockener Lehm mit einem Gehalt an Sand von ca. 35% wurde grobkörnig zerkleinert. Dann wurden 700 ml Wasser eingeknetet, wodurch sich ein zähflüssiger Brei ergab. In die feuchte Masse wurden 5 Gew.-% Calcium- Ligninsulfonat, bezogen auf das Gewicht der feuchten Masse, und 300 ml einer Enzymlösung, enthaltend 1000 U/ml Laccase (E.C.1.10.3.2.) eingearbeitet.

Die Hälfte der Masse wurde in ein Formblech mit den Ab messungen 30 × 30 cm gegeben und eine Schilfmatte, enthal tend etwa 23 Halme auf 30 cm, in die Masse eingedrückt. Dann wurde der Rest der Lehmmasse in das Formblech gege ben, wodurch sich eine Lehmplatte mit den Abmessungen 30 × 30 × 2,5 cm ergab. Die Platte wurde 3 Tage bei Raumtem peratur vorgetrocknet und anschließend 3 Tage im Trocken schrank bei 50°C getrocknet.

Parallel wurde ein gleicher Versuch durchgeführt, in dem das Calcium-Ligninsulfonat weggelassen wurde, sowie ein weiterer Versuch, der ohne Calcium-Ligninsulfonat und ohne Enzyme durchgeführt wurde. Dabei wurde die Enzym lösung durch Wasser ersetzt.

Die Platte mit Ligninsulfonat und Enzym überstand eine Druckbehandlung zwischen zwei Druckplatten mit 15 kg über einen Zeitraum von 14 Tagen ohne Schäden, die Platten ohne Ligninsulfonat bzw. Enzym zerbröckelten bereite bei der Entnahme aus der Form bzw. bildeten Risse aus.

Claims

1. Verfahren zum Verkleben von anorganischen Materialien, die pflanzliche Fasern enthalten, insbesondere mit fein teiligen anorganischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebemittel eine Mischung von Phenoloxidasen und Lignin eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Phenoloxidasen eingesetzt werden, die aus Bakterien, Pflanzen oder ligninabbauenden Pilzen gewonnen wurden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelmischung eine wäßrige Lösung mit einem Trockensubstanzgehalt von 1 bis 50 Gew.-% ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelmischung eine wäßrige Lösung mit einem Trockensubstanzgehalt von 3 bis 20 Gew.-% ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelmischung eine wäßrige Lösung mit einem Trockensubstanzgehalt von 4 bis 10 Gew.-% ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feinteilige anorganische Substanzen Fasern, Fäden Kügelchen, Schmelzperlen, Staub, Sande oder Steinchen eingesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feinteilige anorganische Materialien Lehm oder Ton eingesetzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pflanzliche Fasern Schilf, Stroh, Flachs, Jute, Hanf, Bagasse oder Reisstroh eingesetzt werden.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Fasern in Form von Fasermatten einge setzt werden.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-% Trockensubstanz, bezogen auf das zu verklebende Material, eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzmenge der Phenoloxidase 10 000 bis 10 000 000 U pro 100 g Lignin beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzmenge der Phenoloxidase 100 000 bis 2 000 000 U pro 100 g Lignin beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Phenoloxidase in der wäßrigen Lö sung 100 bis 2000 U/ml beträgt.

14. Formteile, erhalten nach dem Verfahren von mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Verwendung der Formteile nach Anspruch 14 als Dämmstoffe.