DE69218245T2 - Holzersatz auf der basis von anorganischen und lignocellulose enthaltenden materialien, verfahren zu seiner herstellung und anwendung - Google Patents
Holzersatz auf der basis von anorganischen und lignocellulose enthaltenden materialien, verfahren zu seiner herstellung und anwendungInfo
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Holzersatz, bestehend aus Ligno-Zellulose-Material und Mineralpartikeln, gegossen zu flächigen Gegenständen, wie Platten und Paneele unterschiedlicher Dicke oder in verschiedenen Formen, zu Patronen, wobei wahlweise prinzipiell Holzkomponenten, Pflanzen, Zellulose, wie Splitter, Holzchips, Sägemehl und/oder Holzwolle, getrocknete Blätter, Papierabfälle, Zerealspreu, Wasserpflanzen usw. mit einem Binder verwendet werden, und auf das entsprechende Verfahren.
- Ein Holzersatz ist bekannt, siehe RO-Patent 37832, der aus einer Mischung aus 500 kg/m³ Reisspreu mit oder ohne Holzmassenzusatz, 70 bis 80 kg/m³ technischem Harnstoff besteht, wobei sich das Verhältnis auf das Volumen des Reisspreus bezieht.
- Der Reisspreu wird künstlich getrocknet bis zu einer Feuchtigkeit von 2%. Dann wird unverdünntes viskoses Urelit C als Klebstoff, Ammoniumsulfat als Beschleuniger und technischer Harnstoff als Inhibitor zugesetzt. Das Ganze wird dann mit einem Rührer vermischt, um eine vollständig homogene Masse zu erhalten. Diese wird dann ausgegossen, derart, daß sie eine Schicht mit einer Dicke von 60 bis 80 mm bildet. Dann wird das Ganze mit einer Preßkraft zwischen 2 und 6 kg/cm² 15 bis 25 Minuten bei einer Temperatur zwischen 130 und 150ºC gepreßt, um den Polymerisierungsprozeß zu beenden.
- Das Produkt und das Verfahren haben den Nachteil, daß das Endprodukt sehr schwer zu bearbeiten ist und insofern nur begrenzt verwendbar ist. So kann es nicht in Formen gegossen werden, um auf diese Weise ein Endprodukt zu erhalten.
- Aus der FR-PS 25 78 187 ist ein anderer Holzersatzstoff und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bekannt, bei dem verharzte Rinde und Blätter verwendet werden, die miteinander durch einen Mineralbinder verbunden sind, der ausschließlich den Zusammenhalt gewährleistet. Um dieses Produkt zu erhalten, wird die Rinde zu Teilchen unterschiedlicher Größe zerstoßen und zermahlen. Dann wird ein Mineralbinder und Wasser in einer solchen Menge zugesetzt, daß sich die notwendige Wassermenge ergibt, daß ein guter Einbau der Rinde gewährleistet ist. Die Mischung: Rinde, Mineralbinder und Wasser wird mit Hilfe einer mechanischen Einrichtung geschaffen. Dann läßt man die Flüssigkeit abtropfen, und dann wird das Ganze zum Erstarren gebracht oder gepreßt, um Platten oder Paneele zu erhalten.
- Der verwendete Mineralbinder kann Baugips, Patronengips oder wässriger Binder, wie Portland-Zement, sein.
- Dieses Produkt hat in physikalischer und mechanischer Hinsicht einige Einschränkungen, so daß sein Einsatz begrenzt ist.
- Das RO-Patent 9262 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Holzersatzes. Bei diesem werden Sägemehl oder Splitter oder eine Mischung aus diesen beiden Materialien verwendet, wobei ggf. ein Faserstoff, vorzugsweise Torf, zugesetzt wird. Das Ganze wird gemischt mit etwa 3 bis 10% eines Erstarrungsmaterials, welches aus Albumin, vorzugsweise Blutalbumin, Kalkstein und löslichem Glas besteht. Außerdem wird eine gewisse Menge Wasser zugesetzt. Dann wird die Mischung mit einem Druck größer als 100 atm bei einer Temperatur von 110ºC gepreßt, um den Holzersatzstoff zu erhalten. Gemäß dem Patent werden etwa 450 kg Sägemehl oder Splitter mit 12 bis 20 kg Blutalbumin, 3 bis 6 kg Kalkstein, 3 bis 6 kg löslichlichem Glas und 30 bis 40 kg Wasser vermischt. Die erhaltene Mischung wird mit 140 bis 150 atm bei einer Temperatur von 110ºC in flache Formen gepreßt.
- Dieses Produkt hat einige Einschränkungen in physikalischer und mechanischer Hinsicht. Es kann nicht in Profilformen gegossen werden, um Endprodukte zu erhalten. Das Erstarrungsmaterial, wie Blutalbumin, ist ungeeignet.
- Gemäß meiner Erfindung besteht das technische Problem, das gelöst werden mußte, darin, einen Holzersatz aus rohem Zellulosematerial (Ligno-Zellulose) zu schaffen, das eine große Einsatzbreite und physikalisch-mechanische Eigenschaften hat, die, was die Bearbeitung und die Verwendung betrifft, denen von natürlichem Holz überlegen sind.
- Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der Holzersatz eine Mischung aus Baumblätterpartikeln, Sägemehl, verrotteten Holzpartikeln, Splittern, Papierabfällen, Wurzeln, Futterkulturen, Zerealien, Zuckerrohrabfällen, Rinde, Stengeln usw. ist, wobei diese Stoffe mit Mineralmaterialien, Kalkstein in Sulphat-Form, Carbonaten, Kalzium-Oxiden mit synthetischen Bindemitteln unterschiedlicher chemischer Struktur mit oder ohne Farbstoff vermischt sind, wobei folgende Proportionen vorliegen: 35 bis 60 Gewichtsteile Holz oder Zellulosepartikel, 5 bis 35 Gewichtsteile Kalksteinpartikel und 5 bis 30 Gewichtsteile synthetisches Bindemittel unterschiedlicher unschädlicher chemischer Strukturen, wobei 5 bis 15 Gewichtsteile Bitumenschaum, Hochofenschlacke und/oder Asche einer Wärmekraftstation mit oder ohne Zusatz eventuell erforderlicher Stoffe zugesetzt werden.
- Das Verfahren zur Herstellung dieses Holzersatzes besteht in der ersten Phase in einem Trocknen des Ligno-Zellulose- Materials ungeachtet seiner Natur und Dimensionen. Dann wird es in gleiche Dimensionen durch Zerhacken, Mahlen und Zerkleinern unter Druck gebracht. Die erhaltenen Partikel werden dann in einem Verhältnis von 35 bis 60 Gew.% Ligno-Zellulose- Partikel, 5 bis 35 Gew.% Kalksteinpartikel und 5 bis 60 Gew.% synthetische Bindemittel unterschiedlicher chemischer Art mit oder ohne Zusätze 10 bis 40 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 5º und 30ºC vermischt, bis ein vollständiges homogenes Material erhalten worden ist, das eine Honigviskosepaste darstellt. Diese wird dann in flache oder andere Formen abhängig von der Bestimmung gegossen. Dann folgt eine Trocknung in einem geschlossenen Raum bei einer Temperatur zwischen 5º und 50ºC 10 bis 30 Tage lang. Die Feuchtigkeit in dem geschlossenen Raum ist höchstens 8% während des gesamten Trocknungsvorganges.
- Der erfindungsgemäße Holzersatz ist vielfach anwendbar, wobei eine Reduktion der Kosten erfolgt. Er ist in einfacher Art und Weise herstellbar und seine Herstellung verlangt nicht die Vorsehung spezieller Anlagen. Er besitzt bessere physikalische und mechanische Eigenschaften als natürliches Holz und jeder andere bekannte Holzersatzstoff. Er kann in verschiedene Formen gegossen werden unabhängig von deren Formgebung. Die erhaltenen Platten können anschließend bearbeitet werden, wobei die Notwendigkeiten und die Bearbeitungskräfte variieren können. Der erfindungsgemäße Holzersatz ist chemisch stabil und weist eine bleibende Homogenität auf.
- Die folgenden Ausführungen beschreiben illustrativ und nicht beschränkend Beispiele für die Herstellung des erfindungsgemäßen Holzersatzes.
- Es wird ausgegangen von einer Mischung aus verrottetem Holz, Rinde und Papierabfällen (die Verhältnisse der Komponenten variieren zueinander zwischen 17:50:33; 50:11:33 oder 50:33:17) in einer Menge von 35 bis 60 Gewichtsteilen, wobei nach einer Vorbehandlung, um mögliche Mikroorganismen zu zerstören, diese Komponenten unter Druck zerteilt werden und man auf diese Weise Partikel in einer Größe von 5 µm bis 3 cm erhält. Anschließend wird diese Mischung durch Mischen mit 10 bis 15 Gewichtsteilen Wasser 10 Minuten zusammen mit 5 bis 35 Gewichtsteilen Kalksteinpartikeln, wie Kalzium-Carbonat (CACO&sub3;), homogenisiert. Diesem Produkt werden 5 bis 35 Gewichtsteile synthetisches Bindemittel vom Melamin-Typ oder vom Phenolformaldehyd-Novolac-Typ
- und 5 bis 15 Gewichtsteile feuersichere Produkte und thermoisolierende Produkte unterschiedlicher Art, wie Bitumen- Schaum oder Hochofenschlacke, bei einer Temperatur von 30ºC zugesetzt, bis man eine Honigviskose-Paste erhält.
- Die so erhaltene Paste wird in flache Formen und verschiedenartige Profile gegossen und einer Trocknung bei einer Temperatur zwischen 5 und 50ºC, vorzugsweise 45ºC, in einer Atmosphäre mit höchstens 8% Feuchtigkeit unterworfen. Die flachen Formen können eine Pressung erfahren, um Platten verschiedener Dicken (zwischen 5 und 60 mm) und verschiedener Dimensionen entsprechend der Formgröße zu erhalten.
- Es wird ausgegangen von einer Mischung aus Futterabfällen, Zuckerrohrabfällen und Pflanzenstielen (die Verhältnisse der Komponenten zueinander liegen zwischen 10:30:60; 60:10:30 oder 30:60:10) in einer Menge von 35 bis 60 Gewichtsteilen, wobei diese Komponenten gemahlen und in gleiche Dimensionen zwischen 1 und 4 cm gebracht werden. Dann werden 5 bis 15 Gewichtsteile Wasser, 5 bis 35 Gewichtsteile Kalksteinpartikel, wie Kalzium-Carbonat (CaCO&sub3;), zugesetzt. Dann werden 5 bis 30 Gewichtsteile synthetisches Bindemittel vom Polystyrol-Harz-Typ oder in Form von Knochenleim zugesetzt. Dann wird das Ganze durch Mischen 35 Minuten lang bei einer Temperatur von 25ºC homogenisiert. Dann werden 5 bis 15 Gewichtsteile feuerfeste Produkte, schalldämmende Mittel oder wärmeisolierende Mittel, wie Bitumenschaum, Hochofenschlacke oder Asche einer Wärmekraftstation zugesetzt. Dann wird der Homogenisierungsprozeß 15 Minuten fortgesetzt, bis eine Honigviskose-Paste erhalten wird.
- Die auf diese Weise erhaltene Paste wird in flache oder verschiedenartig ausgebildete Formen gegossen und anschließend einem Trocknungsprozeß bei einer Temperatur von 5 bis 50ºC, vorzugsweise bei 50ºC, und bei einer Feuchtigkeit von maximal 8% während einer Zeit von 10 bis 30 Tagen unterworfen.
- Die flachen Formen können gepreßt werden, um Platten verschiedener Dicke zwischen 5 und 60 mm und verschiedener Ausmaße entsprechend der Formen zu erhalten.
- Die so erhaltenen Produkte können folgende physikalische und mechanische Eigenschaften haben:
- - Das spezifische Gewicht schwankt je nach Notwendigkeit zwischen 0,2 und 2kg/dm³
- - Statische Biegekraft: 200 - 2200 daN/cm²
- - Elastizitätsmodul: 400 - 150 000 kgf/cm²
- - Wärmewiederstand:
- - Gewichtsverlust ≤ 2g
- - Carbonisierte Oberfläche ≤ 10 cm
- - Wasserabsorption nach 24 Stunden maximaler Eintauchung: 0,3 - 12%
- - Akustische Absorption:
- - als Isolator: 13- > 18
- - als akustischer Isolator: 34- > 43
Claims (4)
1. Holzersatz, bestehend aus Zellulosematerial und
Mineralmaterial, synthetischem Bindemittel und eventuell Farbstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß er 35-60 Gewichtsteile Ligno-
Zellulose-Partikel, 5-35 Gewichtsteile Kalkstein-Partikel,
5-30 Gewichtsteile synthetisches Bindemittel, insbesondere
Polyformaldehyd und/oder β-Polyoxymethylen, enthält, wobei
5-15 Gewichtsteile eines Produkts, ausgewählt aus der Gruppe:
Bitumen-Schaum, Hochofen-Schlacke und Asche einer Wärme-
Kraft-Station zugefügt ist.
2. Holzersatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ligno-Zellulose Fütterabfälle, Zuckerrohrabfälle und
Pflanzenstiele, wobei das Verhältnis dieser Komponenten
zwischen 10:30:60, 60:10:30 und 30:60:10 Gewichtsteilen
schwankt, oder verrottete(s) Holz, Rinde und Papierabfälle
aufweist, wobei das Verhältnis dieser Komponenten zwischen
17:50:33, 50:17:33 und 50:33:17 Gewichtsteilen schwankt.
3. Verfahren zur Herstellung eines Holzersatzes, bei dem
Ligno-Zellulose-Material zerkleinert, Kalzium-Karbonat und
synthetisches Bindemittel zugefügt, die erhaltene Mischung
homogenisiert und in eine Form gefüllt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß sie 35-60 Gewichtsteile Ligno-Zellulose-
Partikel, 5-35 Gewichtsteile Kalkstein-Partikel und 5-30
Gewichtsteile synthetisches Bindemittel, insbesondere
Polyformaldehyd und/oder β-Polyoxymethylen, und eventuell
Farbstoff enthält, daß sie bei einer Temepratur zwischen 5º und
30ºC 10-40 Minuten lang gemischt wird, bis sie völlig
homogenisiert ist, daß dann 5-15 Gewichtsteile eines Produkts aus
der Gruppe: Bitumen-Schaum, Hochofen-Schlacke und Asche einer
Wärme-Kraft-Station zugefügt wird und daß die Homogenisierung
noch 15 Minuten fortgesetzt wird, bis eine Paste mit Honig-
Viskosität erhalten wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Holzersatzes gemäß
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten
Herstellungsphase die Ligno-Zellulose-Komponente Futterabfälle,
Zuckerrohrabfälle und Pflanzenstiele, wobei das Verhältnis
dieser Komponenten zwischen 10:30:60, 60:10:30 und 30:60:10
Gewichtsteilen schwankt, oder verrottete(s) Holz, Rinde und
Papierabfälle aufweist, wobei das Verhältnis dieser
Komponenten zwischen 17:50:33, 50:17:33 und 50:33:17 Gewichtsteilen
schwankt.
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