AT513506B1

AT513506B1 - Flexible non-woven elements based on cattail leaf fibers for insulation purposes

Info

Publication number: AT513506B1
Application number: AT95512011A
Authority: AT
Inventors: Robert Schwemmer
Original assignee: Naporo Klima Dämmstoff Gmbh
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2014-05-15
Also published as: AT513506A5

Abstract

Die Erfindung betrifft Vlieselemente auf Basis von Rohrkolben-Blattfasern,Gerüst-Naturfasern und thermoaktivierbaren Bindefasern sowie ein Verfahrenzur Herstellung dieser Vlieselemente.The invention relates to nonwoven elements based on cattail leaf fibers, framework natural fibers and thermoactivatable binder fibers and a method for producing these nonwoven elements.

Description

österreichisches Patentamt AT513 506 B1 2014-05-15Austrian Patent Office AT513 506 B1 2014-05-15

Beschreibungdescription

FLEXIBLE VLIESELEMENTE AUF BASIS VON ROHRKOLBEN-BLATTFASERN FÜR DÄMMZWECKEFLEXIBLE FLEECE ELEMENTS BASED ON PIPE BLADE FIBERS FOR INSULATION PURPOSES

[0001] Die Erfindung betrifft Vlieselemente auf Basis von Rohrkolben-Blattfasern, Gerüst-Naturfasern und thermoaktivierbaren Bindfasern sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vlieselemente.The invention relates to nonwoven elements based on cattail leaf fibers, scaffold natural fibers and thermoactivatable binder fibers and a method for producing these nonwoven elements.

[0002] Vor allem für die Herstellung von Platten aus pflanzlichen Rohstoffen werden die pflanzlichen Rohstoffe zerkleinert, die Schüttung mit einem Klebstoff benetzt und wieder zu einem kompakten Körper verpresst. Am weitesten verbreitet sind Platten auf Holzbasis wie Spanplatten, sogenannte MDF Platten (mitteldichte Faserplatten), sogenannte OSB-Platten ("oriented Strand board"). Beispielsweise werden aber auch Platten aus Kork, Stroh, Hanffasern und aus den Blättern von Rohrkolben (lateinischer Name "Typha") auf diese Weise gebildet.Especially for the production of plates from vegetable raw materials, the vegetable raw materials are crushed, wetted the bed with an adhesive and pressed back into a compact body. The most widespread are wood-based boards such as chipboard, so-called MDF boards (Oriented Strand Board). For example, plates made of cork, straw, hemp fibers and from the leaves of cattail (Latin name " Typha ") are also formed in this way.

[0003] Eine Materialeigenschaft derart gebildeter Platten ist ihr Quellverhalten wenn sie Wasser ausgesetzt sind. Vor allem für Platten aus Holzwerkstoffen gibt es eine Fülle von Veröffentlichungen dazu, wie die Dickenquellung durch Auswahl und/oder Bemessung und/oder Behandlung des Bindemittels klein gehalten werden kann.A material property of such formed plates is their swelling behavior when exposed to water. Especially for boards made of wood-based materials, there is a wealth of publications on how the thickness swelling by selection and / or design and / or treatment of the binder can be kept small.

[0004] Als Beispiel dazu seien die DE 37 33 630 A1 und die US 3 892 586 A1 genannt. Das Erreichen eines guten (also niedrigen) Quellverhaltens ist damit mit der Anwendung von relativ teuren und baubiologisch oftmals eher unerwünschten Bindemitteln verbunden. In der US 3 892 586 A1 wird beispielsweise eine Wärmedämmplatte beschrieben, welche zu 40 Gewichtsprozent aus zerkleinertem Stroh mit einer Partikelgröße von 1 mm bis 5 mm besteht und zu 60 Gewichtsprozent aus Bindemitteln, vorwiegend Bitumen aber auch gelöschtem Kalk und Harz.As an example, DE 37 33 630 A1 and US 3,892,586 A1 may be mentioned. The achievement of a good (ie low) swelling behavior is thus associated with the use of relatively expensive and biologically often rather undesirable binders. For example, US Pat. No. 3,892,586 A1 describes a thermal insulation board which consists of 40% by weight of crushed straw with a particle size of 1 mm to 5 mm and 60% by weight of binders, predominantly bitumen, but also slaked lime and resin.

[0005] Damit Platten bezüglich Quellverhalten für die Verwendung als Teile von Bauwerken als gebrauchstauglich gelten können, dürfen sie unter Nässeeinfluss nicht mehr quellen als OSB-Platten. Bei einem üblichen, standardisierten Test (24 Stunden in Wasser liegend) liegt deren Dickenquellung bei maximal 20%. Bei Platten auf Basis von zerkleinertem, mit Klebstoff benetztem und verpresstem Rohrkolben konnte bisher mit wirtschaftlich und bauphysiologisch sinnvollen Mitteln keine derartig geringe Dickenquellung realisiert werden.In order that plates with respect to swelling behavior for use as parts of buildings can be considered useable, they must not swell under wet conditions as OSB boards. In a conventional, standardized test (24 hours in water lying) whose thickness swelling is a maximum of 20%. For plates based on shredded, wetted with adhesive and pressed cattles so far could be realized with economically and structurally meaningful means no such low thickness swelling.

[0006] Unzerkleinerte Rohrkolben-Blattmasse ist mit ca. 60 kg/m3 sehr leicht. Dies beruht vor allem auf der Tatsache, dass die Pflanze zu ca. 85 Volumenprozent aus einem leichten Schwammgewebe besteht. Dieses Schwammgewebe kann bis zum fünffachen seines Gewichts an Wasser aufnehmen. Bei der Herstellung von Plattenwerkstoffen wird das Material zunächst zerkleinert. Die Dichte des zerkleinerten Materials beträgt - unter anderem auch in Abhängigkeit von der Zerkleinerungstechnologie - zwischen 20 und 60 kg/m3. Dieses Material wird zur Bildung eines kompakten Körpers von typischerweise 50 - 300 kg/m3 verdichtet, wenn der Körper zur Wärmedämmung eingesetzt werden soll. Wenn das Produkt für andere Zwecke verwendet werden soll kann es auch auf 700 kg/m3 und mehr verdichtet werden. Kommt das fertige Produkt nun wieder mit Feuchtigkeit in Berührung, so wird wieder Feuchtigkeit aufgenommen und der Körper quillt auf.Uncultivated cattail leaf mass is very light with about 60 kg / m3. This is mainly due to the fact that the plant consists of about 85 percent by volume of a light sponge fabric. This sponge fabric can absorb up to five times its weight in water. In the production of board materials, the material is first crushed. The density of the shredded material is between 20 and 60 kg / m3, among other things also depending on the shredding technology. This material is compacted to form a compact body of typically 50-300 kg / m3 when the body is to be used for thermal insulation. If the product is to be used for other purposes it can also be compressed to 700 kg / m3 and more. When the finished product comes into contact with moisture again, moisture is absorbed and the body swells up.

[0007] In der DE 197 57 418 A1 wird eine Dämmplatte aus verpresstem Rohrkolbengranulat vorgeschlagen, wobei die einzelnen Granulatteile vor dem Verpressen überwiegend größer als 1 cm sind. Das Granulat wird mit 35 Gewichtsprozent Latexkleber vermischt und zu Platten verpresst. Die so hergestellten Platten haben zwar eine für Bauzwecke nutzbar hohe Wärmeisolierfähigkeit, sie sind aber trotz des hohen Klebstoffanteils auf Grund der hohen Quellung bei Nässeeinfluss oft nicht einsetzbar.In DE 197 57 418 A1, an insulating plate made of compressed bulrush granules is proposed, wherein the individual Granulatteile before pressing are mainly greater than 1 cm. The granules are mixed with 35% by weight latex adhesive and pressed into plates. Although the panels produced in this way have a high thermal insulation capacity which can be used for building purposes, they are often not usable despite the high proportion of adhesive due to the high swelling under wet conditions.

[0008] Die Granulatteile von Rohrkolbengranulat sind - wie die meisten Pflanzenhalme und Blätter bezüglich ihres Quellverhaltens anisotrop. Durch geordnetes Ausrichten von Teilchen zum Verpressen, kann das Quellverhalten in einer Vorzugsrichtung gezielt klein gehalten werden. Der Herstellungsvorgang wird damit aber aufwendig und teuer. 1 17 österreichisches Patentamt AT513 506B1 2014-05-15 [0009] Von diesem Stand der Technik ausgehend hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Dämmstoff material auf Basis von Rohrkolben-Blattfasern bereitzustellen, wobei die Dickenquellung des dementsprechend hergestellten Dämmstoffmaterials durch Wassereinfluss gering sein soll. Gegenüber bekannten Herstellungsverfahren für diesen Zweck sollen in dem Dämmstoffmaterial aber keine Klebstoffe, Leime oder Bindemittel enthalten sein.The Granulatteile of cattail granules are - like most plant stems and leaves with respect to their swelling behavior anisotropic. By orderly aligning particles for pressing, the swelling behavior in a preferred direction can be kept deliberately small. The manufacturing process is so consuming and expensive. Based on this state of the art, the inventor has set itself the task of providing an insulating material based on cattail leaf fibers, wherein the thickness swelling of the insulating material accordingly produced by water influence be low should. Compared to known production processes for this purpose, however, no adhesives, glues or binders should be present in the insulating material.

[0010] Überraschenderweise lässt sich die Aufgabe erfindungsgemäß lösen, indem die oberirdische Blattmasse von Rohrkolben einerseits ungewöhnlich fein zerkleinert wird, andererseits der Staubanteil aus der gewonnen Schüttung entfernt wird. Konkret liegen die Gewichtsanteile einzelner Größenklassen von Fasern innerhalb folgender Grenzen: [0011] - Weniger als 15 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Dimensio nen eine Abmessung auf, welche kleiner ist als 0,2 mm.Surprisingly, the object can be achieved according to the invention by the above-ground leaf mass of cattail on the one hand is unusually fine crushed, on the other hand, the dust content is removed from the bed won. Specifically, the weight fractions of individual size classes of fibers lie within the following limits: Less than 15 percent by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions which is smaller than 0.2 mm.

[0012] - Weniger als 40 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Dimensio nen eine Abmessung auf, welche größer ist als 10 mm.- Less than 40 percent by weight of the fibers have in at least two dimensions NEN a dimension which is greater than 10 mm.

[0013] - Bei mehr als 30 Gewichtsprozent der Fasern liegt die kleinste Abmessung in mindes tens zwei Dimensionen im Bereich von 0,2 mm bis 5 mm.For more than 30% by weight of the fibers, the smallest dimension in at least two dimensions is in the range of 0.2 mm to 5 mm.

[0014] Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass bei Verwendung von Rohrkolben als Ausgangsmaterial das Quellverhalten eines daraus gebildeten Dämmstoffmaterials deutlich stärker vom Zerkleinerungsgrad des Rohmaterials abhängig ist als bei Verwendung von beispielsweise Holz oder Stroh als Ausgangsmaterial.The inventive solution is based on the surprising finding that when using cattail as starting material, the swelling behavior of an insulating material formed therefrom much more dependent on the degree of comminution of the raw material than when using, for example, wood or straw as the starting material.

[0015] Die oberirdische Blattmasse von Rohrkolben besteht im wesentlichem aus Schwammgewebe und Blattgewebe. Das Schwammgewebe ist im Wesentlichen isotrop. Das Blattgewebe, welches auch als "Stängelaußenhaut" bezeichnet wird, fasst bei unversehrtem Rohrkolbenblatt als dünne Schicht das Schwammgewebe ein und weist wie Holz eine eindeutige Faserrichtung auf. Das Blattgewebe ist daher bezüglich vieler Materialeigenschaften wie die Wärmeleitfähigkeit stark anisotrop.The above-ground leaf mass of cattail consists essentially of sponge tissue and leaf tissue. The sponge tissue is essentially isotropic. The leaf tissue, also known as " stem outer skin " is called inthe case of intact cattail leaf as a thin layer of sponge fabric and has as wood on a unique fiber direction. The leaf tissue is therefore strongly anisotropic with respect to many material properties such as thermal conductivity.

[0016] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein möglichst hoher Anteil der verwendeten Rohrkolben-Blattfasern länglich, enthält Blattgewebe, und die Richtung der längeren Abmessung der Fasern fällt mit der Faserrichtung des in den Fasern enthaltenen Blattgewebes zusammen.In an advantageous embodiment, the highest possible proportion of the cattail leaf fibers used is oblong, contains leaf tissue, and the direction of the longer dimension of the fibers coincides with the fiber direction of the leaf tissue contained in the fibers.

[0017] Die Erfindung betrifft somit Vlieselemente, enthaltend Fasern der überirdischen Blattmasse von Rohrkolben, Gerüst-Naturfasern und thermoaktievierbare Bindefasern, die dadurch gekennzeichnet sind, dass [0018] a) die Rohrkolben-Blattfasern 40 bis 95 Gewichtsprozent, die Gerüstnaturfasern 0 bis 25 Gewichtsprozent (0 % bedeutet, das die Gerüst-Naturfasern nicht zwingend erforderlich sind) und die thermoaktivierbaren Bindefasern 4 bis 25 Gewichtsprozent (z. B. 4 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent oder 5 bis 10 Gewichtsprozent) , bezogen auf das Gesamtgewicht der Vlieselemente, ausmachen (dem Fachmann ist klar, das sich die Prozentangaben auf 100% addieren, so dass bei Verwendung von mehr Rohrkolben-Blattfasern entsprechend weniger Gerüst-Naturfasern und/oder entsprechend weniger thermoaktivierbare Bindefasern verwendet werden und umgekehrt), und [0019] b) die Gewichtsanteile einzelner Größenklassen der Rohrkolben-Blattfasern innerhalb folgender Grenzen liegen: [0020] - weniger als 15 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Di mensionen eine Abmessung auf, welche kleiner ist als 0,2 mm, [0021] - weniger als 40 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Di mensionen eine Abmessung auf, welche größer ist als 10 mm, und [0022] - bei mehr als 30 Gewichtsprozent der Fasern liegt die kleinste Abmessung in mindestens zwei Dimensionen im Bereich von 0,2 mm bis 5 mm. 2/7 österreichisches Patentamt AT513 506B1 2014-05-15 [0023] Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Gewichtsanteil von Rohrkolben-Blattfasern, welche in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, welche kleiner ist als 0,2 mm, geringer als 10 Prozent.The invention thus relates to nonwoven elements comprising fibers of the above-ground leaf mass of cattail, skeleton natural fibers and thermoaktievierbare binder fibers, which are characterized in that a) the cattail leaf fibers 40 to 95 weight percent, the framework natural fibers 0 to 25 weight percent (0% means that the framework natural fibers are not mandatory) and the thermally activatable binder fibers are 4 to 25 weight percent (eg 4 to 20 weight percent, preferably 5 to 15 weight percent or 5 to 10 weight percent) based on the total weight of the Nonwoven elements (it will be clear to those skilled in the art that the percentages add up to 100%, so that using more bulrush leaf fibers correspondingly less framework natural fibers and / or correspondingly less thermally activated binding fibers are used, and vice versa), and b ) The weight fractions of individual size classes of cattail leaf fibers within the following limit [0020] less than 15% by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions which is less than 0.2 mm, less than 40% by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions greater than 10 mm, and [0022] if more than 30% by weight of the fibers, the smallest dimension in at least two dimensions is in the range of 0.2 mm to 5 mm. According to one embodiment of the invention, the weight fraction of cattail leaf fibers having a dimension in at least two dimensions smaller than 0.2 mm is less than 10 percent ,

[0024] Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mehr als 70 Gewichtsprozent der Rohrkolben-Blattfasern derart von länglicher Gestalt, dass die größere Abmessung mindestens um 50 Prozent länger ist als die nächst kleinere, dazu quer liegende Abmessung, und die größere Abmessung verläuft im Wesentlichen parallel zur Faserrichtung des Rohrkolben-Blattgewebes.According to another embodiment of the invention, more than 70 weight percent of the cattail leaf fibers are of elongated shape such that the larger dimension is at least 50 percent longer than the next smaller, transverse dimension, and the larger dimension substantially extends parallel to the fiber direction of the cattail leaf tissue.

[0025] Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Gerüst-Naturfasern beispielsweise um Hanffasern. Es können aber auch andere Naturfasern verwendet werden, die eine stützende Funktion ausüben können.According to a further embodiment of the invention, the framework natural fibers are, for example, hemp fibers. But it can also be used other natural fibers that can perform a supporting function.

[0026] Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die thermoaktivierbaren Bindefasern beispielsweise unter Fasern aus Polyethylen, Polypropylen, Polymilchsäure (bevorzugt, außerdem biologisch abbaubar), Stärke, Kunststoff-Rezyklat oder Bi-Component-Fasern mit einer schmelzenden Mantelkomponente und einer temperaturbeständigeren Kernkomponente ausgewählt. Beispielsweise kann es sich bei den Bi-Component-Fasern um Polypropylen-Polyethylen-Bi-Component-Fasern handeln. "Thermoaktivierbar" bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere auch "schmelzbar". Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben die thermoaktivierbaren Bindefasern einen Schmelzpunkt im Bereich von 110 bis 200 °C.According to a further embodiment of the invention, the thermoactivatable binder fibers are selected, for example, from fibers of polyethylene, polypropylene, polylactic acid (preferably, also biodegradable), starch, plastic recyclate or bi-component fibers with a melting sheath component and a more temperature-resistant core component , For example, the bi-component fibers may be polypropylene-polyethylene-bi-component fibers. &Quot; thermoactivatable " in the sense of the invention also means in particular " fusible ". According to another embodiment of the invention, the thermally activatable binder fibers have a melting point in the range of 110 to 200 ° C.

[0027] Die "Bindefasern" ergeben im Gemisch mit den Rohrkolben-Blattfasern und ggf. auch den Gerüst-Naturfasern (beispielsweise Hanffasern) eine dreidimensional fixierte Struktur. Diese Fasern werden in der Fachwelt auch als Stützfasern bezeichnet. Durch das erfindungs-gemässe Verfahren kann der Anteil von Bindefasern und damit die Kosten reduziert werden.The " binding fibers " give in mixture with the cattail leaf fibers and possibly also the framework natural fibers (for example, hemp fibers) a three-dimensionally fixed structure. These fibers are also referred to in the art as support fibers. By fiction, the proportion of binder fibers and thus the cost can be reduced.

[0028] Die erfindungsgemäßen Vlieselemente können aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften wie beispielsweise geringes Aufquellen durch Wassereinfluss und sehr gute Wärmedämmung zur Wärmedämmung (gegen Hitze oder Kälte), Schalldämmung oder Trittschalldämmung oder als Halbzeug für Bau-, Möbel- und Industrieprodukte (auch in der Elektronikindustrie) verwendet werden. Mit dem Begriff "Vlieselemente" werden dreidimensionale, flexible oder starre Matten aus einem Vliesstoff, also aus einer Struktur von vernetzten Fasern bezeichnet. Die Vlieselemente können flexibel oder starr sein, verschiedene Dicken und Dichten aufweisen und für die oben genannten und zahlreiche weitere Anwendungen genutzt werden. In der Automobilindustrie können sie beispielsweise zur Herstellung von Innenverkleidungen verwendet werden. Des weiteren finden sie Anwendung als Matratzen, als Bodenabdeckung und/oder Nährsubstrat in der Landwirtschaft oder auch als Schuheinlagen.The nonwoven elements according to the invention can due to their excellent material properties such as low swelling by water influence and very good thermal insulation for thermal insulation (against heat or cold), sound insulation or impact sound insulation or as a semi-finished for construction, furniture and industrial products (including in the electronics industry) be used. By the term " nonwoven elements " are three-dimensional, flexible or rigid mats of a nonwoven, so called a structure of crosslinked fibers. The nonwoven elements can be flexible or rigid, have different thicknesses and densities and can be used for the above-mentioned and numerous other applications. In the automotive industry, for example, they can be used for the production of interior trim. Furthermore, they find application as mattresses, as a ground cover and / or nutrient substrate in agriculture or as shoe inserts.

[0029] Die Dämmelemente weisen vorzugsweise die folgenden Dimensionen und Dichten auf: [0030] Dämmmatten: Dichte 30-250kg/m3, Dicke 20-360 mm, Flächengewicht 0,6 - 90 kg/m2, vorzugsweise 1 -20 kg/m2 [0031] Trittschallelemente: Dichte 90-250 kg/m3, Dicke 2-100 mm, Flächengewicht 0,18 -25 kg/m2, vorzugsweise 0,3-20 kg/m2.The insulating elements preferably have the following dimensions and densities: Insulating mats: density 30-250 kg / m 3, thickness 20-360 mm, basis weight 0.6-90 kg / m 2, preferably 1 -20 kg / m 2 0031] Impact sound elements: Density 90-250 kg / m3, thickness 2-100 mm, basis weight 0,18 -25 kg / m2, preferably 0,3-20 kg / m2.

[0032] Das erfindungsgemäß angewendete Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vlieselemente ist dadurch gekennzeichnet, dass [0033] a) Rohrkolbenblätter erst quer zu ihrer Längsrichtung in Stücke von weniger als 8 cm Länge geschnitten werden, [0034] b) dann beispielsweise in einer Mühle oder in einem Zerspaner (die eingesetzte Zer kleinerungsvorrichtung ist unerheblich) weiter zerkleinert werden und optional die dabei entstehenden Rohrkolben-Blattfasern beispielsweise durch Sieben oder Ausblasen von Staubanteil befreit werden, wobei die Gewichtsanteile einzelner Größenklassen der Rohrkolben-Blattfasern innerhalb folgender Grenzen liegen: [0035] - weniger als 15 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Dimen sionen eine Abmessung auf, welche kleiner ist als 0,2 mm, 3/7 österreichisches Patentamt AT513 506 B1 2014-05-15 [0036] - weniger als 40 Gewichtsprozente der Fasern weisen in mindestens zwei Dimen sionen eine Abmessung auf, welche größer ist als 10 mm, [0037] - bei mehr als 3 0 Gewichtsprozent der Fasern legt die kleinste Abmessung in mindestens zwei Dimensionen im Bereich von 0,2 mm bis 5 mm, [0038] c) die nach den Schritten a) bis b) erhaltenen Rohrkolben-Blattfasern mit Gerüst-The method used according to the invention for producing the nonwoven elements according to the invention is characterized in that a) cattail leaves are first cut transversely to their longitudinal direction into pieces of less than 8 cm in length, then b) then for example in a mill or in a Zerspaner (the Zer used smaller device is insignificant) further crushed and optionally the resulting cattail leaf fibers are freed, for example, by sieving or blowing dust content, the weight proportions of individual size classes of cattail leaf fibers are within the following limits: [0035] less than 15% by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions which is less than 0.2 mm; less than 40% by weight of the fibers have less than 40% by weight at least two dimensions have a dimension which is greater than 1 0 mm, for more than 30% by weight of the fibers, the smallest dimension is in at least two dimensions in the range of 0.2 mm to 5 mm, c) the cattails obtained after steps a) to b) Leaf fibers with scaffold

Naturfasern und thermoaktivierbaren Bindefasern vermischt werden, so dass die Rohrkolben-Blattfasern 40 bis 95 Gewichtsprozent, die Gerüst-Naturfasern 0 bis 25 Gewichtsprozent und die thermoaktivierbaren Bindefasern 4 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fasermaterials, ausmachen, [0039] d) das nach Schritt c) erhaltenen Fasermaterial zu einem Vlies gelegt, und [0040] e) das nach Schritt d) erhaltene Vlies verfestigt wird.Natural fibers and thermoactivatable binder fibers are mixed such that the cattail leaf fibers constitute 40 to 95 percent by weight, the framework natural fibers 0 to 25 percent by weight and the thermally activatable binder fibers 4 to 25 percent by weight based on the total weight of the fibrous material, d) the [0040] e) the nonwoven fabric obtained after step d) is solidified.

[0041] Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Zerkleinern der geschnittenen Rohrkolbenblätter in einer Hammermühle, deren die Trommel umfassende Mantelfläche Längsschlitze mit 3 bis 5 mm Breite und mit 1-9 Zentimeter Länge aufweist, wobei die Längsrichtung der Schlitze in Umfangsrichtung der Hammermühle liegt. Es können aber auch andere Zerkleinerungsvorrichtungen eingesetzt werden.According to one embodiment of the method according to the invention, the crushing of the cut cattail leaves in a hammer mill, the drum comprising the circumferential surface has longitudinal slots 3 to 5 mm wide and 1-9 centimeters in length, the longitudinal direction of the slots is in the circumferential direction of the hammer mill , But it can also be used other crushing devices.

[0042] Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Gerüst-Naturfasern Hanffasern verwendet. Hanffasern werden beispielsweise verwendet, wenn das Vlies aerodynamisch auf eine Siebtrommel gelegt wird. Es gibt aber auch Verfahren, bei denen auf die Verwendung von Gerüst-Naturfasern völlig verzieht werden kann.According to a further embodiment of the method hemp fibers are used as scaffold natural fibers. Hemp fibers are used, for example, when the fleece is placed aerodynamically on a screening drum. But there are also methods in which the use of scaffold natural fibers can be completely distorted.

[0043] Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Vlieslegung nach dem Air-Lay-Verfahren (bevorzugt) oder auf einer Krempel. Beide Verfahren sind dem Fachmann gut bekannt, so dass es keiner weiteren Erläuterung bedarf. Für die Vlieslegung bietet die Industrie aber auch verschiedene andere Verfahren an, z. B. direkte Vliesbildung oder einfaches Aufstreuen, welche für die vorliegende Aufgabenstellung ebenfalls geeignet sind.According to a further embodiment of the method according to the invention, the nonwoven laying takes place by the air-lay method (preferred) or on a carding machine. Both methods are well known to the person skilled in the art, so that no further explanation is required. For the nonwoven, the industry also offers various other methods, such. As direct web formation or simple spreading, which are also suitable for the present task.

[0044] Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Vliesverfestigung durch Vernadelung oder nach dem Thermobonding-Verfahren (bevorzugt). Beide Verfahren sind dem Fachmann gut bekannt, so dass es keiner weiteren Erläuterung bedarf.According to a further embodiment of the method according to the invention, the nonwoven setting takes place by needling or by the thermobonding method (preferred). Both methods are well known to the person skilled in the art, so that no further explanation is required.

[0045] Die Vernadelung kann einseitig und zweiseitig erfolgen. Vernadelt werden kann beispielsweise mit 2 bis 400 Einstiche/cm2, vorzugsweise 4 bis 50 Einstiche/cm2. Die Hubfrequenz kann beispielsweise 60 bis 3.000 Hübe/min betragen, vorzugsweise 150 bis 1.500 Hübe/min.The needling can be done on one side and two sides. Can be needled, for example, with 2 to 400 punctures / cm2, preferably 4 to 50 punctures / cm2. The stroke frequency can be, for example, 60 to 3,000 strokes / min, preferably 150 to 1,500 strokes / min.

[0046] Beim Thermobondieren des Vlieses (oder Aktivieren der Bindefasern) erfolgt die Erhitzung des Vlieses auf die Schmelztemperatur der Bindefasern bzw. im Fall von Bi-Component-Fasern auf die Schmelztemperatur der Mantelkomponente der Bi-Component-Fasern und die Einstellung der gewünschten Plattendicke bzw. -dichte. Die Plattendichte bzw. -dicke wird mit einem überlaufenden Band eingestellt, welches das Faservlies auf eine Dicke von ca. 3 mm bis 350 mm verdichtet und ihm dabei eine gleichmässige Oberfläche verleiht. Die Erhitzung des Vlieses erfolgt mit einer Zuluft-Temperatur von 110 bis 200 °C, vorzugsweise von 140 bis 170 °C. Der Thermobondierofen ist auch zur Entfernung der Restfeuchte im Faservlies geeignet. Nach der Erhitzung wird das Faservlies gekühlt, auf die gewünschten Masse der Fasermatten zugeschnitten, palettiert und verpackt.When thermobonding the nonwoven fabric (or activating the binder fibers), the nonwoven fabric is heated to the melting temperature of the binder fibers or in the case of bi-component fibers to the melting temperature of the sheath component of the bi-component fibers and the desired plate thickness or density. The plate density or thickness is adjusted with an overflowing band, which compresses the nonwoven fabric to a thickness of about 3 mm to 350 mm, thereby giving it a uniform surface. The heating of the web takes place with a supply air temperature of 110 to 200 ° C, preferably from 140 to 170 ° C. The Thermobondierofen is also suitable for removing the residual moisture in the nonwoven fabric. After heating, the nonwoven fabric is cooled, cut to the desired mass of fiber mats, palletized and packaged.

[0047] Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Grammatur des Vlieses 300 bis 90.000 g/m2.According to a further embodiment of the method according to the invention, the grammage of the nonwoven is 300 to 90,000 g / m2.

[0048] Beispiel: [0049] Ein Blattbündel aus trockenen Rohrkolben wird quer zur Faserrichtung des Blattgewebes auf knapp 1 cm lange Stücke geschnitten und dann in einer Hammermühle weiter zerkleinert. Die Hammermühle weist einen in einer Trommel umlaufenden Anker auf, welcher am Umfang 4/7 österreichisches Patentamt AT513 506B1 2014-05-15 mit Vorsprüngen - die als Hämmer bezeichnet werden - versehen ist. Die Mantelfläche der Trommel ist mit Längsschlitzen von 4 mal 80 mm Querschnittsfläche versehen, wobei die größere Abmessung in Umfangsrichtung liegt. Zum Zerkleinern der Rohrkolbenstücke werden diese in die Kammer eingegeben. In der Kammer werden sie durch die Hämmer zerschlagen und die entstehenden Fasern fallen aus den besagten Längsschlitzen heraus. Auf Grund des Brechverhaltens von Rohrkolbenstücken sind die meisten entstehenden Fasern länglich, wobei die Längsrichtung parallel zur Faserrichtung des in den Fasern enthaltenen Blattgewebes ist. Durch dieses Brechverfahren wird erreicht, dass ein hoher Anteil des Schwammgewebes der gebildeten Schüttung in den Fasern vorkommt, in denen es so wie in seiner originalen Lage an der Stängelaußenhaut parallel anhaftet.Example: A bundle of leaves of dry cattail is cut transversely to the fiber direction of the leaf tissue to just under 1 cm long pieces and then further comminuted in a hammer mill. The hammer mill has a revolving in a drum anchor, which is provided at the circumference 4/7 Austrian Patent Office AT513 506B1 2014-05-15 with projections - which are referred to as hammers. The lateral surface of the drum is provided with longitudinal slots of 4 times 80 mm in cross-sectional area, with the larger dimension in the circumferential direction. For crushing the pipe piston pieces they are entered into the chamber. In the chamber they are smashed by the hammers and the resulting fibers fall out of said longitudinal slots. Due to the crushing behavior of cattail pieces, most of the resulting fibers are elongate, the longitudinal direction being parallel to the fiber direction of the leaf tissue contained in the fibers. By this crushing process is achieved that a high proportion of the sponge fabric of the bed formed occurs in the fibers in which it adheres in parallel as in its original position on the stem outer skin.

[0050] Die so gewonnenen Fasern können unter Umständen schon die oben genannten Bedingungen an die Fasergrößenverteilung erfüllen. Es ist zu empfehlen, den Staubanteil (Fasern mit einer Größe von weniger als 0,2 mm in mindestens zwei Dimensionen) zu entfernen, beispielsweise auszublasen oder auszusieben.Under certain circumstances, the fibers thus obtained can already fulfill the conditions mentioned above for the fiber size distribution. It is recommended to remove the dust content (fibers with a size of less than 0.2 mm in at least two dimensions), for example to blow it out or expel it.

[0051] Je nach Art des Rohmaterials kann es erforderlich sein, die Fasern zu trocken bis die verbleibende Schüttung eine Dichte von 20 - 30 kg/m3 aufweist.Depending on the nature of the raw material, it may be necessary to dry the fibers until the remaining bed has a density of 20-30 kg / m3.

[0052] Natürlich können auch andere Möglichkeiten der Zerkleinerung gewählt werden. Beispielsweise kann auch mittels eines sogenannten Messerwellenzerspaners zerspant werden. Dabei rotieren ein innen liegender Anker und eine außen liegende, mit Messern versehene Trommel koaxial in entgegengesetzter Drehrichtung. Das zu zerspanende Rohrkolben-Blattmaterial wird durch im Spalt zwischen den beiden rotierenden Körpern von Messern der außen liegenden Trommel abgetragen. Das Schnittgut fällt durch Spalten in der außen liegenden Trommel nach außen. Gute Ergebnisse werden mit einem Messerwellenzerspaner erzielt, bei welchem die Messer einen Millimeter vom Umfang der außen liegenden Trommelfläche nach innen vorstehen und wobei die Spaltbreite für den Durchlass des Schnittgutes 2,4 mm beträgt. Auch hier empfiehlt es sich, vom entstehenden Schnittgut den Staubanteil zu entfernen.Of course, other possibilities of comminution can be selected. For example, can also be machined by means of a so-called Messerwellenenzerspaners. In this case, an inner armature and an outer, provided with knives drum rotate coaxially in the opposite direction of rotation. The cattail leaf material to be cut is removed by blades of the outer drum in the gap between the two rotating bodies. The clippings fall through gaps in the outer drum to the outside. Good results are achieved with a knife shaft cutter in which the blades protrude inward a millimeter from the circumference of the outer drum surface and the gap width for the passage of the cut material is 2.4 mm. Again, it is advisable to remove the dust from the resulting clippings.

[0053] Das so gebildete Vliesmaterial weist eine Dickenquellung von sieben bis fünfzehn Prozent auf, wenn es vierundzwanzig Stunden in Wasser gelegt wird. Diese Quellung ist so gering, dass das Vliesmaterial entsprechend den gängigen Baunormen als Werkstoff verwendet werden darf.The nonwoven material thus formed has a thickness swelling of seven to fifteen percent when placed in water for twenty-four hours. This swelling is so low that the nonwoven material may be used as a material according to the common building standards.

[0054] Die erfindungsgemäße Vliesmaterial kann gut zur Wärmeisolierung bzw. Wärmedämmung verwendet werden. Die Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Fasern ist in Faserrichtung größer als normal dazu. Wenn man das erfindungsgemäße Vliesmaterial zur Wärmeisolierung verwenden möchte, ist es daher sinnvoll, dafür zu sorgen, dass die einzelnen Fasern so ausgerichtet sind, dass ihre Faserrichtung möglichst quer zu jener Richtung liegt in welcher der Wärmefluss unterbunden werden soll. Am Beispiel von Wärmedämm-Vliesen sollte die Ausrichtung oder Orientierung der einzelnen Fasern also möglichst in der Vliesebene liegen. Außerdem eignet, sich das erfindungsgemäße Vliesmaterial zur Schalldämmung und Trittschalldämmung. Auch Faserformteile können daraus hergestellt werden.The nonwoven material according to the invention can be used well for thermal insulation or thermal insulation. The thermal conductivity of the individual fibers is greater than normal in the fiber direction. If one wishes to use the nonwoven material according to the invention for thermal insulation, it is therefore advisable to ensure that the individual fibers are oriented so that their fiber direction is as far as possible transverse to the direction in which the heat flow is to be prevented. Using thermal insulation fleece as an example, the orientation or orientation of the individual fibers should therefore be as close as possible to the fleece layer. In addition, the nonwoven material according to the invention is suitable for sound insulation and impact sound insulation. Also fiber moldings can be made from it.

[0055] Eine Maßnahme mit der eine Ausrichtung oder Orientierung erreicht werden kann ist die, möglichst viele Fasern in ihrer Faserrichtung deutlich länger auszuführen als in den beiden normal dazu liegenden Richtungen und die Fasern schon bei der Vlieslegung so anzuordnen, dass ihre Längsrichtung möglichst quer zu jener Richtung liegt, in welcher später gute Wärmedämmwirkung erzielt werden soll. Die Richtung, in der dann gute Wärmedämmwirkung erzielt wird, ist dabei die Vertikale. Die Fasern können in einfacher Weise so hergestellt werden, dass sie überwiegend in ihrer Faserrichtung länger sind als in den beiden anderen Dimensionen, indem die Rohrkolbenblätter zuerst quer zur Faserrichtung in definierter Länge abgeschnitten werden und dann in einer Mühle, beispielsweise Hammermühle ungeordnet zerkleinert werden. Die Fasern brechen bevorzugt entlang ihrer Längsrichtung. 5/7A measure with which an alignment or orientation can be achieved is to run as many fibers in their fiber direction significantly longer than in the two normal directions and to arrange the fibers already at the fleece laying so that their longitudinal direction as possible transverse to that direction is in which later good thermal insulation effect is to be achieved. The direction in which good thermal insulation is achieved is the vertical. The fibers can be made in a simple manner, that they are longer in the direction of their fibers predominantly than in the other two dimensions, by first cutting the cattail leaves in a defined length transversely to the fiber direction and then disintegrating them randomly in a mill, for example a hammer mill. The fibers preferably break along their longitudinal direction. 5.7

Claims

Austrian Patent Office AT513 506 B1 2014-05-15 Claims 1. Nonwoven elements containing fibers of the above-ground leaf mass of cattail, skeleton natural fibers and thermoaktievierbare binder fibers, characterized in that a) the cattail leaf fibers 40 to 95 weight percent, the framework natural fibers 0 to 25 % By weight and the thermally activated binder fibers account for 4 to 25% by weight, based on the total weight of the nonwoven elements, and b) the weight fractions of individual size categories of cattail leaf fibers are within the following limits: less than 15% by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions which is less than 0.2 mm, less than 40% by weight of the fibers have a dimension greater than 10 mm in at least two dimensions, and with more than 30% by weight of the fibers, the smallest dimension is in at least two dimensions in the range of 0.2 mm to 5 mm.

2. Nonwoven elements according to claim 1, characterized in that the weight fraction of cattail leaf fibers, which have a dimension in at least two dimensions, which is smaller than 0.2 mm, less than 10 percent.

Nonwoven elements according to claim 1 or 2, characterized in that more than 70% by weight of the cattail leaf fibers are of elongate shape such that the larger dimension is at least 50% longer than the next smaller transverse dimension and the larger one Dimension substantially parallel to the fiber direction of the cattail leaf tissue.

4. nonwoven elements according to any one of the preceding claims, characterized in that the framework natural fibers are hemp fibers.

5. Nonwoven elements according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoactivatable binder fibers are selected from fibers of polyethylene, polypropylene, polylactic acid, starch, plastic recyclate or bicomponent fibers with a melting sheath component and a more temperature-resistant core component.

6. Nonwoven elements according to claim 5, characterized in that the bi-component fibers are polypropylene-polyethylene-bi-component fibers.

7. nonwoven elements according to claims 5 or 6, characterized in that the thermally activated binding fibers have a melting point in the range of 110 to 200 ° C.

8. Use of nonwoven elements according to one of the preceding claims for thermal insulation, sound insulation or impact sound insulation or as semi-finished products for construction, furniture and industrial products.

9. A process for the production of nonwoven elements according to any one of the preceding claims, characterized in that a) cattail leaves are first cut transversely to their longitudinal direction into pieces of less than 8 cm in length, b) are then further crushed, the weight proportions of individual size classes of cattail Blade fibers are within the following limits: less than 15% by weight of the fibers have a dimension in at least two dimensions which is less than 0.2 mm, less than 40% by weight of the Fibers have a dimension greater than 10 mm in at least two dimensions, more than 30% by weight of the fibers, the smallest dimension in at least two dimensions ranges from 0.2 mm to 5 mm, c) those after the steps a) to b) obtained cattail leaf fibers are mixed with skeleton natural fibers and thermoactivatable binder fibers, so that the cattail leaf fibers constitute 40 to 95 percent by weight, the framework natural fibers 0 to 25 percent by weight and the thermally activated binding fibers 4 to 25 percent by weight, based on the total weight of the fiber material, d) the fibrous material obtained after step c) is laid to a nonwoven, and e) the nonwoven fabric obtained after step d) is solidified.

10. The method according to claim 9, characterized in that the crushing of the cut cattail leaves is carried out in a Flammermühle whose circumferential surface comprises the drum longitudinal slots with 3 to 5 mm wide and 1-9 cm in length, wherein the longitudinal direction of the slots in the circumferential direction of Flammermühle lies.

11. The method according to claims 9 or 10, characterized in that the framework natural fibers are hemp fibers.

12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the thermally activated binder fibers are selected from fibers of polyethylene, polypropylene, polylactic acid, starch, plastic recyclate or bi-component fibers with a melting sheath component and a temperature-resistant core component.

A method according to claim 12, characterized in that the bi-component fibers are polypropylene-polyethylene-bi-component fibers.

14. The method according to claims 12 or 13, characterized in that the thermally activated binding fibers have a melting point in the range of 110 to 200 ° C.

15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the nonwoven laying takes place by the air-lay method or on a card.

16. The method according to any one of claims 9 to 15, characterized in that the web consolidation takes place by needling or by the thermobonding method.

17. The method according to any one of claims 9 to 16, characterized in that the grammage of the nonwoven is 300 to 90,000 g / m2. Flierzu no drawings 7/7