DE102011016562A1

DE102011016562A1 - Einblasdämmstoff auf Basis von Rohrkolben-Blattfasern

Info

Publication number: DE102011016562A1
Application number: DE102011016562A
Authority: DE
Inventors: Robert Schwemmer
Original assignee: NAPORO KLIMA DAEMMSTOFF GmbH; Naporo Klima Dammstoff GmbH
Current assignee: NAPORO KLIMA DAEMMSTOFF GmbH; Naporo Klima Dammstoff GmbH
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: DE112012001616A5; WO2012136382A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einblasdämmstoff auf Basis von 100 Prozent Rohrkolben-Blattfasern.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einblasdämmstoff auf Basis von 100 Prozent Rohrkolben-Blattfasern.
Konventionelle Einblasdämmstoffe werden aus Zellulose (Altpapier), Holz-Fasern, Hanf-Fasern oder anderen nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Sie haben alle eine Brandschutzausrüstung mit Borsalzen oder ähnlichen Salzen. Auch haben sie durchschnittliche Wärmedämm-Eigenschaften (Lambda ca. 0.04 W/mK). Holzfaser-Einblasdämmstoffe sind beispielsweise nur mit speziellen Einblasmaschinen zu verarbeiten und können im Wandaufbau nur schwer verdichtet werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines zusatzfreien, maschinengängigen und setzungssicheren Einblasdämmstoffs auf Basis von Rohrkolben-Blattfasern.
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. 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.
Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff besteht aus ev. nur zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern (beispielsweise gehäckselten oder gemahlenen Blattfasern) wie im Hauptanspruch definiert.
Gehäckselte Rohrkolben-Blattfasern haben eine glatte Oberfläche. Sie sind gut maschinengängig. Da sich die einzelnen Fasern nicht untereinander verhaken, neigen sie zur Setzung. Gemahlene Rohrkolben-Blattfasern haben eine rauhe Oberfläche und verhaken sich untereinander sehr stark. Dadurch können sie sehr setzungssicher eingebaut werden. Sie sind jedoch in gängigen Einblasmaschinen nicht zu verarbeiten, da sie in den Anlagen zu Verstopfungen führen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Vermischen von glatten Fasern und stark aufgefasertem Material. Es ist auch eine einheitliche, mäßige Zerfaserung der Rohrkolben-Blattmasse möglich.
Der Grad der Zerfaserung steht im direkten Zusammenhang mit der Rieselfähigkeit des Materials. Je stärker die Rohrkolben-Blätter aufgefasert werden, desto schlechter rieselfähig ist das Material. Für die Verwendung als Einblasdämmstoff muss eine Balance zwischen Verarbeitbarkeit (hier muss das Material rieselfähig sein) und Setzungssicherheit (hier sollte es eine möglichst geringe Rieselfähigkeit haben) hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff besteht aus Fasern der überirdischen Blattmasse von Rohrkolben, und ist dadurch gekennzeichnet, dass

a) mehr als 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, die im Bereich von 1,4 bis 10 mm liegt und
b) 50 und 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, die im Bereich von 2,5 bis 10 mm liegt und
c) weniger als 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, welche größer ist als 10 mm.

Die Bereiche sind also:

> 60% 50–75% < 20%

1,4–10 mm 2,5–4 mm > 10 mm
Zur Bestimmung der Rieselfähigkeit wurde folgender Versuch durchgeführt: Eine Wiegefläche mit 21,2 × 18,0 cm wird so lange mit den zerkleinerten Rohrkolben-Partikeln bestreut, bis keine Gewichtszunahme mehr erfolgt. Überschüssiges Material rutscht in diesem Fall von der Wiegeplatte ab. Je rieselfähiger das Material ist, desto weniger Masse bleibt auf der Wiegefläche. Wenig rieselfähiges Material kann gut angehäuft werden. Dadurch werden hier hohe Massen ermittelt. Es wurden Materialmassen von 78 bis 250 g gemessen. Es hat sich gezeigt, dass der verarbeitbare und setzungssichere Einblasdämmstoff mit einer mittleren Rieselfähigkeit im Bereich von 100 bis 200 g, vorzugsweise zwischen 120 und 160 g liegt.
Ist eine Verbesserung der Brandschutzeigenschaften des Einblasdämmstoffs erforderlich, kann diesem auch noch beispielsweise Soda, Ammoniumsulfat, Aluminiumsulfat, Aluminiumphosphat, Borsalz oder sog. Siloxane zugegeben werden.
Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff kann mit allen gängigen Einblasanlagen verarbeitet werden, durch einen Luftstrom gut gefördert werden und in einem Wand- und Dachaufbau setzungssicher eingebaut werden. Gleichzeitig kann das Material ohne zusätzliche Brandschutzmittel hergestellt werden (Euroklasse E ohne Zusätze) und erreicht eine niedrige Wärmeleitfähigkeit (Lambda 0,038 W/mK).
Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff kann mit einer Verdichtung von 50 bis 80 kg/m³ eingebaut werden.
Das Setzungsverhalten wird nach folgender Norm geprüft: ISO/CD 18393.
Die Maschinengängigkeit des Einblasdämmstoffs hängt vor allem von der Tatsache ab, dass es in der Maschine keine Verstopfungen geben darf. Diese können vor allem an 2 Stellen entstehen:

1. In einer Zellenradschleuse, die in fast allen Einblasmaschinen verwendet wird. 2. Im Schlauch, in dem das Material nach Passieren der Zellenradschleuse in einem Luftstrom gefördert wird.

Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff wird beispielsweise hergestellt, indem

a) Rohrkolben-Blattfasern auf eine Länge von 3 bis 10 mm gehäckselt werden oder
b) Rohrkolben-Blattfasern auf eine Länge von 10 bis 100 mm gehäckselt und anschließend in einer Hammermühle, einer Stiftmühle oder einem Messerringzerspaner zerkleinert bzw. zermahlen werden und die gehäckselten und gemahlenen Rohrkolben-Blattfasern in Anteilen zu jeweils 30 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht gemischt werden.

Beispielsweise erfolgt das Zerkleinern der gehäckselten Rohrkolbenblätter in einer Hammermühle, deren die Trommel umfassende Mantelfläche Längsschlitze mit 3 bis 5 mm Breite und mit 1 bis 9 Zentimeter Länge aufweist, wobei die Längsrichtung der Schlitze in Umfangsrichtung der Hammermühle liegt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Rohrkolben-Blattfasern wird nur sehr wenig Energie verbraucht. Das ist ein technischer Vorteil, der mit steigenden Energiepreisen auch eine Auswirkung auf den Produktpreis hat. Holzfasern, die im Stand der Technik auch für die Einblasdämmung verwendet werden, verbrauchen 10× mehr Energie für die Zerfaserung.
Fakultativ kann zur Verbesserung des Brandschutzes den zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern mindestens ein unter Soda, Ammoniumsulfat, Aluminiumsulfat, Aluminiumphosphat, Siloxanen und Borsalz ausgewählter Stoff zugesetzt werden.
Beispiel:
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 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.
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.
Die erzeugten Rohrkolben-Partikel werden in einem Trommelmischer miteinander vermischt. Das Vermischen kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Es sind aber auch alle anderen bekannten Mischtechniken möglich. Die geschnittenen Partikel werden zu 30–70% der Mischung beigegeben. Die Partikel aus der Hammermühle oder dem Messerwellenzerspaner werden zu 30–70% der Mischung beigegeben.
Zur Erreichung der Eigenschaften können auch andere Zerkleinerungsmethoden angewandt werden. Insbesondere ist eine einstufige Zerkleinerung – ohne Mischen zweier Fraktionen – möglich.
Es folgen zwei Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Mischungen:
Mischung A

1. 50% Blattabschnitte mit 60 mm Länge
2. 50% Blattabschnitte mit 5 mm Länge,

Beides gemischt und in einer Hammermühle gemahlen: Siebeinsatz mit 12 mm Rundlochung

< 1,4 mm 1,4–2,5 mm 2,5–4 mm 4–10 mm > 10 mm

Zerkleinerung < 1,4 mm 1,4 mm 2,5 mm 4 mm 10 mm

50% 60 mm, 50% 5 mm gem. gemahlen 4 20 44 20 12

dabei sind:
1,4–10 mm: 84% (also mehr als 60%)
2,5–10 mm: 64% (also zwischen 50 und 75%)
> 10 mm: 12% (also weniger als 20%)
Mischung B

1. 50% Blattabschnitte mit 60 mm Länge, in einer Hammermühle gemahlen: Siebeinsatz mit 12 mm Rundlochung
2. 50% Blattabschnitte mit 5 mm Länge

Beides gemischt

< 1,4 mm 1,4–2,5 mm 2,5–4 mm 4–10 mm > 10 mm

Zerkleinerung < 1,4 mm 1,4 mm 2,5 mm 4 mm 10 mm

Ley 2G, 12,6 + geh. 5 mm 12 10 26 40 12

1,4–10 mm: 76% (also mehr als 60%)
2,5–10 mm: 66% (also zwischen 50 und 75%)
> 10 mm: 12% (also weniger als 20%)
Der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff aus Rohrkolben-Blattfasern (Typha) kann gut zur Wärmeisolierung bzw. Wärmedämmung verwendet werden. Außerdem eignet sich der erfindungsgemäße Einblasdämmstoff auch zur Schalldämmung und Trittschalldämmung oder auch als Ölabsorber. Darüber hinaus hat er im Vergleich zu Cellulose eine deutlich geringere Wasseraufnahme bei kurzzeitigem Eintauchen (Verfahren A nach EN 1609). Der Mittelwert aus 4 Prüfungen lag bei 1,65 ± 0,27 kg/m² und damit im Vergleich deutlich unter dem der Cellulosefaser mit vergleichbarer Dichte (65 kg/m³) und 27,00 ± 0,28 kg/m².
Bei gleichen Schüttdichten ist die Wasseraufnahme von Rohrkolben-Blattfasern (Typha) um den Faktor 10–15 geringer als die der Cellulosefaser. Das hat einen großen technischen Vorteil, wenn es zu einem Bauschaden kommt und Wasser in den Dämmstoff dringt. Nimmt der Dämmstoff viel Wasser auf, dämmt er schlecht oder garnicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/CD 18393 [0015]
EN 1609 [0029]

Claims

Einblasdämmstoff, bestehend aus Fasern der überirdischen Blattmasse von Rohrkolben, dadurch gekennzeichnet, dass a) mehr als 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, die im Bereich von 1,4 bis 10 mm liegt und b) 50 und 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, die im Bereich von 2,5 bis 10 mm liegt und c) weniger als 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einblasdämmstoffs, der zerkleinerten Rohrkolben-Blattfasern in mindestens zwei Dimensionen eine Abmessung aufweisen, welche größer ist als 10 mm.
Verwendung eines Einblasdämmstoffs nach Anspruch 1 zur Wärmedämmung, Schalldämmung oder Trittschalldämmung oder als Ölabsorber.