AT512707B1 - Insulating boards made of tree bark - Google Patents

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AT512707B1 ATA377/2012A AT3772012A AT512707B1 AT 512707 B1 AT512707 B1 AT 512707B1 AT 3772012 A AT3772012 A AT 3772012A AT 512707 B1 AT512707 B1 AT 512707B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dämmstoff, derausschließlich aus Baumrinde besteht. Dazu wirdNadelholzrinde unter Zusatz eines beispielsweiseKondensationsleimes in einer Heizpresse zu Plattenmit einer Rohdichte von kleiner als 350 kg/m 3verpresst. Diese Platten zeichnen sich durch geringeWärmeleitfähigkeit und eine ebenfalls geringeWärmediffusivität aus. Die Neuheit der Erfindungliegt in der Herstellung leichter, reinerRindenplatten aus sehr groben Partikeln zur Anwendungals Dämmstoff. Somit eignen sich diese Plattenbesonders gut um einen ausreichenden Wärmeschutz vonGebäuden sicherzustellen und gleichermaßen dieWärmespeichermasse eines Gebäudes zu optimieren.The invention relates to an insulating material consisting exclusively of bark. To this end, coniferous bark is compacted with the addition of, for example, a condensation glue in a hot press into sheets having a bulk density of less than 350 kg / m 3. These plates are characterized by low thermal conductivity and also low thermal diffusivity. The novelty of the invention lies in the production of lightweight, pure bark plates of very coarse particles for use as insulation. Thus, these panels are particularly well suited to ensure adequate thermal protection of buildings and to equally optimize the thermal mass of a building.

Description

österreichisches Patentamt AT512 707B1 2014-07-15Austrian Patent Office AT512 707B1 2014-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Dämmstoff aus Baumrinden. Rinde fällt in der Forst- und Holzwirtschaft als Reststoff in großen Mengen an und kann nur begrenzt stofflich hochwertig genutzt werden. So werden Baumrinden aus holzindustriellen Prozessen als Rindenmulch, Bodenverbesserungsstoffe und Heizmaterial verwendet, allerdings, außer in begrenzten Kleinmengen bei Holzwerkstoffen wie Spanplatten oder mitteldichten Faserplatten (MDF), kaum stofflich veredelt eingesetzt.Description: The invention relates to an insulation material made from tree barks. In the forestry and wood industry, bark is a waste material in large quantities and can only be used to a limited extent in terms of material quality. For example, tree barks from wood industry processes are used as bark mulch, soil improvers and heating material, but hardly used, except in limited quantities for wood-based materials such as chipboard or medium-density fiberboard (MDF).

[0002] Traditionelle Ansätze zur Plattenherstellung aus Rinde (z.B. Volz, K.R. (1973): Herstellung und Eigenschaften von Fichten-, Kiefern- und Buchenrindenplatten. Holz als Roh- und Werkstoff, 31, S. 221-229) konzentrierten sich auf die Herstellung von Spanplatten, entweder gänzlich aus Rinde in Form feiner Späne oder mehlartiger Partikel (z.B. Gupta, G.; Yan, N.; Feng, M. W. (2011): Effects of pressing temperature and particle size on hark board properties made from beetle-infested lodgepole pine (Pinus contorta) barks. Forest Products Journal, 61(6), S. 478-488) oder auf Beimischung derselben in festgelegten geringen Anteilen zu Holzpartikeln (z.B. Xing, C; Deng, J. ; Zhang, S. Y: ; Riedl, B.; Cloutier, A. (2006): Impact of bark content on the properties of medium density fibreboard (MDF) in four species grown in eastern Canada. Forest Products Journal, 56(3), S. 64-69 oder Pedieu, R.; Riedl, B.; Pichette, A. (2009): Properties of mixed particleboards based on white birch (Betula papyrifera) inner bark particles and reinforced with wood fibres. European Journal of Wood Products, 67, S. 95-101).Traditional approaches to plate making from bark (eg Volz, KR (1973): Production and properties of spruce, pine and beech bark plates, wood as raw material and material, 31, pp. 221-229) focused on the production Particle board, either entirely made of bark in the form of fine chips or flour-like particles (eg Gupta, G .; Yan, N. Feng, MW (2011): Effects of pressing temperature and particle size on hark board properties made from beetle-infested lodge poles pine (Pinus contorta) barks, Forest Products Journal, 61 (6), pp. 478-488) or admixing them in fixed minor proportions to wood particles (eg Xing, C; Deng, J.; Zhang, S.Y:; Riedl, B. Cloutier, A. (2006): Impact of bark content on the properties of medium density fibreboard (MDF) in four species grown in eastern Canada. Forest Products Journal, 56 (3), pp. 64-69 or Pedieu, R., Riedl, B., Pichette, A. (2009): Properties of mixed particleboards based on white birch (Betula papyrifera) inner bark particles and reinforced with wood fibers. European Journal of Wood Products, 67, pp. 95-101).

[0003] Es gibt Forschungsarbeiten (z.B. Naundorf, W.; Wollenberg, R.; Schubert, D. (2004): Veredelung von Rinden zu körnigen Füll- und Dämmstoffen. Holz als Roh- und Werkstoff, 62, S. 397-404), die die Herstellung von Presskörpern aus Rinde behandeln, allerdings nicht deren Einsatz als Rohstoff für plattenförmige Dämmstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit.There are research papers (eg Naundorf, W. Wollenberg, R. Schubert, D. (2004): Processing of bark to granular filling and insulating materials., Wood as raw material and material, 62, pp. 397-404 ), which treat the production of bark cores, but not their use as a raw material for plate-like insulating materials with low thermal conductivity.

[0004] Zum Stand der Technik wurden die Dokumente DE 2850458 A1 (OTTENHOLM) 1979-07-05, DE 9310951 U1 (SCHAEFER) 1993-09-23 und DE 4316901 A1 (BISON-WERKE BAEHRE) 1993-12-02 ermittelt. Von diesen ist die vorgelegte Erfindung wie folgt abzugrenzen: [0005] DE 2850458 A1 (OTTENHOLM) 1979-07-05: Im Unterschied zum zitierten Dokument sind die verwendeten Rindenstücke in der vorliegenden Anmeldung wesentlich gröber (Abmessungen 10-30 mm, dies entspricht 5020000 mm3) und werden nicht wie in DE 2850458 A1 allgemein als Pressformkörper sondern als plattenförmige Dämmplatten eingesetzt. Zudem werden diese Dämmplatten nicht mit Hochfrequenzenergie, sondern mit Heizplatten oder kalt gepresst ausgehärtet.The prior art documents DE 2850458 A1 (OTTENHOLM) 1979-07-05, DE 9310951 U1 (SCHAEFER) 1993-09-23 and DE 4316901 A1 (BISON-WERKE BAEHRE) 1993-12-02 were determined. Of these, the proposed invention is to be delimited as follows: DE 2850458 A1 (OTTENHOLM) 1979-07-05: In contrast to the cited document, the bark pieces used in the present application are much coarser (dimensions 10-30 mm, this corresponds to 5020000 mm3) and are not used as in DE 2850458 A1 generally as a pressed body but as a plate-shaped insulation boards. In addition, these insulation boards are not cured with high-frequency energy, but with hot plates or cold pressed.

[0006] DE 9310951 U1 (SCHAEFER) 1993-09-23: Als Abgrenzung zum zitierten Dokument zielt die eingereichte Erfindung nicht auf Verwendung der Platten als Spanplatte (Rohdichte größer als 600 kg/m3) sondern als Dämmplatte (Rohdichte kleiner als 350 kg/m3) ab. Dies wird auch durch die angestrebte Wärmeleitfähigkeit von kleiner als 0,07 W/(m*K) verdeutlicht. Davon abgesehen bezieht sich das oben zitierte Patent auf die anorganische Bindung (Kaliwasserglas) von Partikeln, während zur Herstellung der neu erfundenen Rindendämmplatten organische Bindemittel eingesetzt werden. Zudem werden im Unterschied zu DE 9310951 U1 nicht nur Rindenstücke beigemischt, sondern die Dämmplatten bestehen zur Gänze aus verklebten Rindenpartikeln.1993-09-23: As a delimitation to the cited document, the submitted invention does not aim at using the plates as chipboard (density greater than 600 kg / m3) but as an insulating board (bulk density less than 350 kg / m3). This is also illustrated by the desired thermal conductivity of less than 0.07 W / (m * K). Apart from that, the patent cited above refers to the inorganic binding (potash water glass) of particles, while organic binders are used to make the newly invented bark insulation boards. In addition, in contrast to DE 9310951 U1 not only pieces of bark mixed, but the insulation panels consist entirely of glued bark particles.

[0007] DE 4316901 A1 (BISON-WERKE BAEHRE) 1993-12-02: Bei der eingereichten Erfindung werden die Rindenstücke der Dämmplatte mit Amino- und Phenoplasten, Isocyanaten, thermoplastischen Kunststoffen oder Tanninklebstoffen verklebt, während das zitierte Patent deren Bindung durch Kaliwasserglas beschreibt. Anspruch 1 von DE 4316901 A1 zeigt, dass Bindemittelanteile von zumindest 40 % eingesetzt werden, während die neu erfundenen Rindendämmplatten max. 15 % Bindemittel beinhalten. Zudem lässt zwar Anspruch 10 des zitierten Dokuments eine Beimengung von Baumrinde zur Plattenmatrix erahnen, ist aber von reinen, ausschließlich aus Rindenpartikeln bestehenden Dämmplatten der vorliegenden Erfindung doch klar abzutrennen. 1 /3 österreichisches Patentamt AT 512 707 B1 2014-07-15 [0008] Die hier vorliegende Erfindung beschreibt Rindendämmplatten, welche mit bekannten Bindemitteln aus der Holzwerkstoffindustrie wie Harnstoffformaldehydharze (UF), melaminverstärkte Harnstoffformaldehydharze (MUF), Phenolformaldedhydharze (PF), Isocyanate (pMDl), thermoplastische Klebstoffe oder Tanninklebstoffe verklebt sind. Dazu wird Rinde auf kleiner als 8 % Feuchtegehalt getrocknet und zu groben Partikeln (10 mm &lt; Partikelgröße &lt; 30 mm -entspricht 50 bis 20000 mm3) zerkleinert. Nach Vermengung des Rindenhackgutes mit den oben erwähnten Bindemitteln wird daraus eine Matte (ein- oder mehrschichtig) geformt, die in einer Mehretagen- oder kontinuierlich beheizten Presse auf eine geringe Zielrohdichte (&lt; 350 kg/m3) verpresst wird.[0007] DE 4316901 A1 (BISON-WERKE BAEHRE) 1993-12-02: In the submitted invention, the bark pieces of the insulating board with amino and phenolic, isocyanates, thermoplastics or Tanninklebstoffen are bonded, while the cited patent describes their binding by potash water , Claim 1 of DE 4316901 A1 shows that binder proportions of at least 40% are used, while the newly invented bark insulation panels max. Contain 15% binder. In addition, although claim 10 of the cited document suggests an admixture of tree bark to the plate matrix, but is clearly separated from pure, consisting exclusively of bark particles insulation boards of the present invention. [0008] The present invention describes bark insulation boards which are provided with known binders from the wood-based materials industry, such as urea-formaldehyde resins (UF), melamine-reinforced urea-formaldehyde resins (MUF), phenol-formaldehyde resins (PF), isocyanates (US Pat. pMDl), thermoplastic adhesives or Tanninklebstoffe are bonded. For this purpose, bark is dried to less than 8% moisture content and comminuted into coarse particles (10 mm <particle size <30 mm, corresponding to 50 to 20,000 mm3). After mixing the bark chop with the above-mentioned binders from a mat (single or multi-layered) is formed, which is in a multi-day or continuously heated press to a low target density (<350 kg / m3) is pressed.

[0009] Überraschendenweise hat sich herausgestellt, dass die Kombination von gröberen und kleineren Rindenteilen mit natürlich niedriger Wärmeleitfähigkeit, hoher biologischer Beständigkeit und vergleichsweise geringer Rohdichte zu einem hochwertigen und homogenen Baustoff führt, der die Anwendung als Dämmstoff in Plattenform ermöglicht. Auch die Herstellung einer Dämmplatte ausschließlich aus gröberen und kleineren Rindenteilen (10 mm &lt; Partikelgröße &lt; 30 mm - entspricht 50 bis 20000 mm3) ohne Zusatz anderer nachwachsender Rohstoffe und Werkstoffe stellt eine Neuheit dar.Surprisingly, it has been found that the combination of coarser and smaller bark parts with naturally low thermal conductivity, high biological resistance and comparatively low density leads to a high-quality and homogeneous building material, which allows the application as an insulating material in plate form. Also, the production of an insulating board exclusively from coarser and smaller bark parts (10 mm <Particle size <30 mm - corresponds to 50 to 20,000 mm3) without the addition of other renewable raw materials and materials represents a novelty.

[0010] So wurden plattenförmige Presskörper mit einer Rohdichte von kleiner als 350 kg/m3 und Wärmeleitfähigkeitswerten kleiner als 0,07 W/(m*K) erzeugt. Dabei ist die Temperaturleitfähigkeit (Wärmeleitfähigkeit dividiert durch das Produkt aus Rohdichte und spezifischer Wärmekapazität) der erwähnten Rindendämmplatten bei niedriger Wärmeleitfähigkeit gering mit kleiner als 1 *10'® m2/s.Thus, plate-shaped compacts were produced with a density of less than 350 kg / m3 and Wärmeleitfähigkeitswerten less than 0.07 W / (m * K). Here, the thermal diffusivity (thermal conductivity divided by the product of bulk density and specific heat capacity) of the mentioned bark insulation boards with low thermal conductivity is low with less than 1 * 10'® m2 / s.

[0011] Damit erschließt sich für die beschriebenen Platten ein interessantes Nutzungspotential in der Bauindustrie, wo sie einen ausreichenden Wärmeschutz von Gebäuden sicherstellen können und sich gleichzeitig auf die Wärmespeichermasse der Gebäudehülle positiv auswirken.This opens up for the plates described an interesting potential use in the construction industry, where they can ensure adequate thermal insulation of buildings and at the same time have a positive effect on the heat storage mass of the building envelope.

[0012] Das besprochene Produkt ist leicht abbaubar, basiert auf wieder nachwachsenden Rohstoffen und eignet sich, um die energetischen Eigenschaften von Gebäuden zu optimieren.The product discussed is readily degradable, based on renewable resources and is suitable to optimize the energy performance of buildings.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEmbodiment

[0013] Wärmedämmplatte aus Kiefernrindenhackgut: [0014] Besonders gut geeignete Dämmplatten wurden aus 90 Gew.% Kiefernrinde (Pinus sylvestris) mit einer Restfeuchte von 6 % (Fraktionierung 13 mm &lt; x &lt; 30 mm) und 10 Gew.% Harnstoff-Formaldehydharz (Kronocol U200 der Firma AkzoNobel mit 65 % Festharzgehalt) inkl. 15 % Härter (Hardener 2504 der Firma AkzoNobel) ohne Wachszugabe hergestellt. Die oben genannten Komponenten wurden in den spezifizierten Anteilen in einem Pflugscharmischer schonend homogen vermischt und zu einer einschichtigen Formmatte gestreut, welche in einer Heizpresse bei 185 °C und einer Presszeit von 12 s/mm Plattendicke auf eine Dichte von 350 kg/m3 verpresst wurde. 2/3[0013] Insulating board made from pine bark hull: Particularly suitable insulating boards were made from 90% by weight pine bark (Pinus sylvestris) with a residual moisture of 6% (fractionation 13 mm <x <30 mm) and 10% by weight urea Formaldehyde resin (Kronocol U200 from AkzoNobel with 65% solid resin content) incl. 15% hardener (Hardener 2504 from AkzoNobel) produced without added wax. The above components were gently homogeneously mixed in the specified proportions in a ploughshare mixer and sprinkled to a single-layered molding mat which was pressed in a hot press at 185 ° C and a pressing time of 12 s / mm plate thickness to a density of 350 kg / m3. 2.3

Claims (5)

österreichisches Patentamt AT 512 707 B1 2014-07-15 Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Presskörpern, dadurch gekennzeichnet, dass man ausschließlich Baumrindenhackgut mit einer Partikelgröße von 10 mm bis 30 mm und Harnstoffformaldehydharze, melaminverstärkte Harnstoffformaldehydharze, Phenolformaldedhydharze, Isocyanate, thermoplastische Klebstoffe oder Tanninklebstoffe einsetzt.Austrian Patent Office AT 512 707 B1 2014-07-15 Claims 1. A process for the production of plate-shaped compacts, characterized in that exclusively tree bark chippings with a particle size of 10 mm to 30 mm and urea-formaldehyde resins, melamine-reinforced urea-formaldehyde resins, phenolformaldedhydharze, isocyanates, thermoplastic adhesives or Tannin adhesives used. 2. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Presskörpern, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Baumrinde bevorzugt aus Nadelholzrinde, insbesondere aus Kiefernrinde besteht.2. A process for the production of plate-shaped compacts, characterized in that the bark used is preferably made of softwood bark, in particular pine bark. 3. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Presskörpern aus Baumrindenhackgut, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelanteil 15 Gew.% nicht überschreitet.3. A process for the production of plate-shaped compacts from tree bark hack, characterized in that the binder content does not exceed 15 wt.%. 4. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Presskörpern aus Baumrindenhackgut, dadurch gekennzeichnet, dass während des Heißpressens eine Dichte von 350 kg/m3 nicht überschritten wird.4. A process for the production of plate-shaped compacts from bark hack, characterized in that during the hot pressing a density of 350 kg / m3 is not exceeded. 5. Plattenförmiger Dämmstoff, bestehend aus mit Harnstoffformaldehydharzen, melaminverstärkten Harnstoffformaldehydharzen, Phenolformaldedhydharzen, Isocyanaten, thermoplastischen Klebstoffen oder Tanninklebstoffen versetztem Baumrindenhackgut, bei dem a. die Rindenpartikel eine jeweilige Größtabmessung zwischen 10 und 30 mm besitzen, b. weniger als 15 Gew.% Bindemittelanteil aufweisen, c. in einem Heißpressvorgang hergestellt werden, d. weniger als 350 kg/m3 Plattenrohdichte aufweisen, e. eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,07 W/(m*K) besitzen, und f. Temperaturleitfähigkeitswerte von weniger als 1*10&quot;6 m2/s aufweisen Hierzu keine Zeichnungen 3/35. Panel-shaped insulating material, consisting of urea-formaldehyde resins, melamine-reinforced urea-formaldehyde resins, phenol-formaldehyde resins, isocyanates, thermoplastic adhesives or tannin adhesives, added bark bark material, in which a. the bark particles have a respective maximum dimension of between 10 and 30 mm, b. less than 15% by weight of binder content, c. are produced in a hot pressing process, d. less than 350 kg / m3 plate density, e. have a thermal conductivity of less than 0.07 W / (m * K), and f. Thermal conductivity values less than 1 * 10 &quot; 6 m2 / s For this, no drawings 3/3
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