DE102016006550A1

DE102016006550A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer faserarmierten Bauplatte

Info

Publication number: DE102016006550A1
Application number: DE102016006550.8A
Authority: DE
Inventors: Rainer Nowotny; Roger Dauer
Original assignee: Hanffaser Uckermark Eg
Current assignee: Hanffaser Uckermark Eg
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer faserarmierten Bauplatte aus einer Werkstoffmischung mit einseitig oder beidseitig eingetragenen Armierungsfasern, sodass einseitig oder beidseitig Deckschichten aus faserarmierter Werkstoffmischung entstehen. Die Fasern werden dabei nicht aus einer vorgefertigten Flächenschicht abgerollt, sondern als Einzelfasern über einen Faserleger oder Florleger der Werkstoffmischung zugeführt. Entsprechend weisen zugehörige Bauplatten vorteilige Merkmale auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer faserarmierten Bauplatte, wobei die Faserarmierung durch das Einbringen eines Flors aus Einzelfasern in einen pastösen Plattenwerkstoff erreicht wird.
Technisches Gebiet
Flächige Bauelemente von relativ dünner Form, Bauplatten oder Bautafeln, gleich ob in tragender Funktion, aussteifender Funktion, für Isolierungsmaßnahmen, für Eindeckung, Trockenbau, Abdeckung oder sonstige Anwendung sind mithin entweder

1. aus einem homogenen Material oder einer Materialmischung gefertigt
2. aus verschiedenen Materialien, die Schichten in flächiger Form bilden
3. aus verschiedenen Materialien, die sowohl in den Schichten als auch in der Fläche einen Wechsel der Materialien zulassen.

Charakteristisch für Schicht-Bauplatten ist die Schicht-Isometrie, wonach die Schichtdicken bis auf produktions- oder materialbedingte Schwankungen gleich bleiben. Eine mehrschichtige Aufteilung dient der höheren Bruchfestigkeit. Die Mittelschicht kann auch ein Dämmstoff sein.
Bei bekannten Verfahren werden Schicht-Bauplatten ausgehend von dem isolierenden Material im Inneren der Schicht-Bauplatte derart hergestellt, dass ein isolierendes Material aus einem Extruder entnommen oder einer anderen Fertigung, etwa in Form vorgefertigter Glasfasermatten, bereitgestellt wird. Anschließend werden an das isolierende Material vorgefertigte Plattenelemente angelegt und verklebt; teilweise mit Abstandshaltern. Hier ist Trapezblech aber auch Schichtholz üblich.
Bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Schicht-Bauplatte wird auf ein erstes Plattenelement etwa im Bereich seiner Plattenränder ein umlaufender Rahmen aus Rahmenelementen aufgelegt und mit dem ersten Plattenelement verbunden. Auf die Rahmenelemente wird das zweite Plattenelement aufgelegt und mit den Rahmenelementen verbunden, und anschließend das isolierende Material, vorzugsweise ein aushärtendes geschäumtes Harz, in den Hohlraum zwischen den Plattenelementen eingebracht. Wie auch in Beispiel 1 sind die Deckschichten vorgefertigte Elemente.
Für die Herstellung von OSB-Platten werden Holzspäne für die Deck- und Mittelschichten nach Trocknung mit Phenol-Formaldehyd oder Isocyanat im 1. Arbeitsschritt beleimt und über Scheibenorientierer und Flächenwalzen in vorbestimmten Schichten und entsprechenden Stärken auf ein umlaufendes Band dosiert. Anschließend unter Druck und Temperaturbeaufschlagung erhärten die Harze in gewünschter Plattenstärke. Die Materialkomponenten der Deck- und Mittelschichten sind also vor der Schichtlegung fertig gemischt.
Die Herstellung der Gipskartonplatte erfolgt im kontinuierlichen Betrieb auf großen Bandanlagen. Nach einer Kartonzuführung unten, die die Ansichtsseite der Platte mit der Kantenformung bildet, erfolgt der Gipsbreizulauf und die Verteilung durch Kalibrierwalzen mit gleichzeitiger Kartonzuführung oben, die die Rückseite der Platte bildet. Es folgen Abbindestrecke, Schneidvorrichtung und Trockner. Die Kartonzuführung erfolgt von Rollen. Die Haftung zwischen Karton und Gips erfolgt durch die Abbindung des mit dem Karton benetzten Gipses, wodurch die Schicht-Bauplatte die gewünschte Bruchfestigkeit erzielt.
Die Herstellung von Lehmbauplatten mit Glasfaserarmierung, sofern nicht eine Einzelplattenfertigung die Arbeitsschritte beibehaltend nur manualisiert, erfolgt im kontinuierlichen Betrieb auf Bandanlagen. Nach der Zuführung eines Gewebes von einer Rolle unten, die die Ansichtsseite der Platte mit der Kantenformung bildet, erfolgt die Zuführung der pastösen Lehmmischung und die Verteilung durch Kalibrierwalzen und/oder oftmals Rüttelplatten mit nachgelagerter Zuführung eines weiteren Gewebes von einer Rolle oben. Es folgen Trocknungsstrecke und anschließend eine Schneidvorrichtung. Das Glasfasergewebe ist zumeist beschichtet.
Die Deckschichten mit Glasfasergelegen, Geweben oder Netzen haben im Fall eines Lehmbaustoffs den Nachteil, dass weder die Glasfasergewebe noch die üblichen Beschichtungen eine hinreichende Haftung mit der Lehm-Werkstoffmischung eingehen. Die Gewebe können bei höherer Luftfeuchtigkeit einfach von der Lehmbauplatte abgezogen werden.
Für das Auftragen einer Naturfaser als Armierungsschicht oder als Deckschicht gab es bislang nur zwei Ansätze, die in der Praxis keine oder nur versuchsweise Anwendung fanden. Grundsätzlich kann das Abrollen eines Glasfasergewebes oder Geleges ersetzt werden, entweder durch ein großmaschiges Naturtasergewebe, etwa aus Jute, Flachs oder Hanf, oder es können Nadelfilze abgerollt werden. Die einzelne Naturfaser hat bekannter Weise eine gute Haftung mit der Lehm-Matrix. Das Verspinnen der Einzelfasern zu Garnen verringert auf einen Bruchteil die Oberfläche, die mit der Lehm-Matrix eine Haftung eingehen kann.
Naturtasergewebe bestehen aus fest versponnenen Garnen. Die Garne ermöglichen nur eine sehr eingeschränkte Haftung mit der Lehm-Matrix. Der Effekt des problemlosen Abziehens des Gewebes von der Lehm-Mittelschicht bleibt bestehen.
Nadelfilze aus Naturfasern sind verdichtete Fasermengen, die oberflächlich eine gute Haftung mit dem Lehm oder allgemein mit einer mineralischen Werkstoffmischung ermöglichen. Jedoch ist es ausgeschlossen, dass eine mineralische Werkstoffmischung in das Nadelfilz eindringt oder gar dieses durchdringt. Infolge dessen bleibt die Deckschicht ein roher Naturfaserfilz, der lediglich einseitig eine Haftung mit dem Lehm eingeht. Damit ist die Naturfaseroberfläche nicht für den Auftrag von Putz- und Spachtelmasse geeignet und erfüllt damit auch nicht die Anforderung an eine Trockenbauplatte.
Zusammenfassung der Erfindung
Ziel der Erfindung ist, eine Schicht-Bauplatte herzustellen, bestehend aus zwei dünnen Außenschichten einer naturfaserarmierten Lehm-Werkstoffmischung und einer eingeschlossenen Kernschicht aus eben dieser Lehm-Werkstoffmischung, aber nicht faserarmiert.
Unter einer Lehm-Werkstoffmischung wird eine Materialmischung verstanden, die Lehm oder Ton als Bindemittel oder Klebematerial beinhaltet und frei wählbar weitere Bestandteile wie Sand, Pflanzenteile, Naturfasern, extrudierte oder geblähte Zuschläge wie Blähton, expandierter Basalt, Perlite oder ähnliches.
Vorzugsweise besteht eine Lehm-Werkstoffmischung aus Lehm, Ton, Montmorillonit, Sand und Pflanzenfasern aus Holz, Hanf oder Stroh.
Hier bezeichneten Werkstoffmischungen können aber auch Kalk, Zement oder synthetische Bindemittel, sowie Klebstoffe wie Methylcellulose enthalten oder auf diesen basieren.
Diese Werkstoffmischungen aus Lehm oder Kalk finden in der Baupraxis viele Anwendungen als Putze, für die Herstellung von Steinen, Platten, Schalungsgussformen und anderes.
Schicht-Bauplatten mit diesen Werkstoffmischungen finden im Trockenbau und als Dachinnenverkleidung Anwendung.
Erfindungsgemäß wird zunächst eine Werkstoffmischung, vorzugsweise eine Lehm-Mischung, mit Wasser pastös angerichtet. Es erfolgt nun nicht, wie bisher üblich, ein beidseitiger Auftrag vorbereiteter Deckschichten, die meist von Rollen abgerollt werden, sondern es werden Einzelfasern, vorzugsweise aus Hanf, zu einem Flor gelegt.
Ein Flor entsteht dabei aus Übereinanderlegung von Einzelfasern. Flore von Einzelfasern werden in der Textilindustrie verwendet, um durch mehrfaches Übereinanderlegen eine Fasermatte zu bilden, die anschließend zu Filzen oder Vliesen verdichtet und verfestigt wird.
Der Flor aus Einzelfasern ist nicht stabil und kann weder gerollt noch ohne Unterlage transportiert werden.
Der Flor wird nun unter und über eine Schicht der Lehm-Werkstoffmischung oder der Werkstoffmischung gelegt und mit dem Eigengewicht der Lehm-Mischung oder der Werkstoffmischung oder mittels Andruckwalze in den Lehmbrei gedrückt.
Das Eindrücken des Faserflors erfolgt nur so tief, dass jede Einzelfaser gerade mit der Lehm-Werkstoffmischung oder der Werkstoffmischung umschlossen wird, jedoch nicht tiefer in die Lehm-Werkstoffmischung oder die Werkstoffmischung eindringt.
Nach Erhärten durch Abbindung oder Trocknung bilden die Außenseiten faserarmierte Oberflächen, die zusammen mit der Kernschicht eine Bauplatte mit guter Bruchfestigkeit ergibt.
Erfindungsgemäß ist erst ein homogenes Flor zu legen, dass eine flächige Ausrichtung der Fasern ermöglicht, bevor dieser Flor der Kern- oder Mittelschicht einer Lehm-Werkstoffmischung oder Werkstoffmischung zugeführt wird.
Die Einzelfasern erhalten ihre dauerhafte Haftung über die Lehm-Werkstoffmischung oder Werkstoffmischung nach dem Trocknen.
Die faserarmierten Außenseiten mit guter Haftung von Einzelfasern und Werkstoffmischung bilden zusammen mit dem Kern aus einer nicht faserarmierten Mittelschicht eine bruchstabile Bauplatte.
Beschreibung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schicht-Bauplatte aus einer Mittelschicht und zwei Deckschichten mit Faserarmierung herzustellen, wobei die Deckschichten mit Faserarmierung nicht durch das Auftragen, Verkleben oder Beschichten aus vorgefertigten Pappen, Blechen, Stoff- oder Papierbahnen, Vliesrollen, Gewebe-, Gelegeflächen oder anderen Flächenmaterialien erzielt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer faserarmierten Bauplatte mit einer Mittelschicht aus einer Werkstoffmischung und beidseitiger Einarbeitung von Fasern, vorzugsweise Naturfasern in die Werkstoffmischung derart, dass zunächst ein Flor aus Fasern gelegt wird, ohne diesen Flor zu verfestigen oder zu binden.
Die Fasern (1) können über eine Nadelwalze (2) oder eine Sägezahnwalze (2) zu einem Flor (5) auf ein Band (4) gelegt werden, welches rechtwinklig zur Legewalze vorläuft. Dabei kann eine Vakuumwalze (3) das Abgeben der Faser von der Florlegerwalze befördern.
Alternativ kann für die Florlegung eine Karde genommen werden. Nach der Karde wird der Flor von einem Band in voller Breite aufgenommen.
Alternativ kann der Flor statt auf ein Band auch auf einen Tisch, der sich unter dem Florleger bewegt, gelegt werden.
Der Flor ist nun eine Formation von lose neben und übereinander gelegten Fasern, die keinen Verbund miteinander haben. Es hat eine gleich bleibende Arbeitsbreite und ruht auf einem Band oder Tisch.
Die Stärke des Flors wird maximal so stark gewählt, dass die pastöse Werkstoffmischung (6) die übereinander gelegten Einzelfasern noch durchdringen kann.
Auf diesen Flor wird nun eine mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung aufgebracht (7), die auf eine bestimmte Stärke abgezogen (8) und gegebenenfalls verdichtet wird.
Das Abziehen und Verdichten kann mit Andruckwalzen, Abstreifschienen (8) und/oder Rüttelplatten geschehen.
Bei der mit Wasser angerichteten Werkstoffmischung kann es sich um Lehm, Lehmmischung, insbesondere um eine Mischung von Lehm oder Ton, Sand, Pflanzenfasern und/oder mineralischen Zuschlägen handeln.
Die mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung dringt aufgrund ihrer pastösen Eigenschaft in den Flor aus losen Einzelfasern ein und umschließt diese größtenteils.
Erfindungsgemäß entsteht die Deckschicht nun aus dem Durchdringen der mit Wasser angerichteten Werkstoffmischung in den Flor von Einzelfasern. Der Anteil der Werkstoffmischung, die nicht den Flor durchdrang, bildet die Mittelschicht oder die Grundlage für die oberen Schichten.
Erfindungsgemäß wird nun ein zweiter Flor (9) in äquivalenter Art oben auf die flächig abgezogene Schicht der Werkstoffmischung gelegt.
Durch das Ausüben eines Druckes, z. B. durch eine Kalibrierwalze (10), wird der Flor von Einzelfasern in die obere Fläche der Werkstoffmischung gedrückt, dringt in diese Werkstoffmischung ein, und die Einzelfasern werden größtenteils von der Werkstoffmischung umschlossen.
Verfahrensgemäß ist bevorzugt vorgesehen, dass alle Arbeitsschritte von einem Band unterlegt sind, welches in eine Förderrichtung läuft.
Nach dem Schichtaufbau erfolgt die Zuführung der Roh-Plattenware auf eine Abbindestrecke, einer Trocknung und/oder einer Schneidvorrichtung.
Erst nach Trocknung ist eine dauerhaft feste Haftung von Fasern und Werkstoffmischung erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mit der eine Schicht-Bauplatte kostengünstig herstellbar ist, die im Trockenbau leicht verarbeitet werden kann. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Zeichnung 1 aufgezeigt.
Vor oder nach dem Eindrücken des Faserflors kann eine Dünnschicht eines anderen mit Wasser angerichteten Materials aufgezogen werden, um das Eindringen des Materials in den Faserflor zu begünstigen.
Eine erfindungsgemäße Schicht-Bauplatte zeichnet sich durch eine feste Haftung zwischen der Mittelschicht und den faserarmierten Außenschichten aus, sodass bei einem späteren Verputzen oder Verspachteln, welches wieder Wasser in die Trockenbauplatte trägt, sich die Schichten nicht trennen.
Eine erfindungsgemäße Schicht-Bauplatte, sofern nur kompostierbare und mineralische Komponenten genutzt werden, kann nach Gebrauch dem natürlichen Kreislauf, ggf. einer Kompostierung zugeführt werden.
Die Plattenelemente oder die Stränge aus noch nicht geschnittenen Rohplatten können vor oder nach dem Trocknen mit einem Dekor oder Feinputz versehen werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrat-Fasern
2: Nadel- oder Zahnwalze
3: Vakuumwalze
4: Band
5: Flor unten
6: Werkstoffmischung
7: Materialaufgabe
8: Abstreifschiene
9: Flor oben
10: Kalibrierwalze

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schicht-Bauplatte mit wenigstens einer dünnen Schicht aus einer faserarmierten Werkstoffmischung und wenigstens einer stärkeren Schicht aus einer Werkstoffmischung, dadurch gekennzeichnet, dass die faserarmierte Werkstoffmischung dadurch entsteht, dass ein Flor aus ungebundenen Einzelfasern gelegt wird, dass dieser Flor einer mit Wasser angerichteten Werkstoffmischung zugeführt wird, dass die Werkstoffmischung nach der Zuführung des Flors eine gleichmäßig starke Fläche bildet, dass die Werkstoffmischung in den Flor aus unverbundenen Einzelfasern dringt, ohne dass die Einzelfasern auseinandergezogen werden und dass nach dem Abbinden und/oder dem Trocknen der Fläche aus Werkstoffmischung und Flor nunmehr die Einzelfasern durch die erhärtete Werkstoffmischung verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flor aus ungebundenen Einzelfasern unten zugeführt wird und die mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung auf den Flor gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flor aus ungebundenen Einzelfasern oben auf die mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung zugeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flor unten zugeführt wird, die mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung auf den Flor gegeben wird und ein weiterer Flor oben auf diese Werkstoffmischung zugeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass noch weitere Schichten zugeführt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Wasser angerichtete Werkstoffmischung mittels Kalibrierwalzen, Abstreifschienen und/oder Rüttelplatten eine gleichmäßig starke Fläche ausbildet.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung mittels Eigengewicht der Werkstoffmischung in den Flor dringt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung mittels Kalibrierwalze, Abstreifschienen und/oder Rüttelplatten in den Flor dringt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flor aus Einzelfasern über eine Nadelwalze oder Sägezahnwalze gelegt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flor auf ein Band gelegt und die Werkstoffmischung auf das florbelegte Band gegeben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfasern aus Hanf, Flachs, Ölleinen, Sisal, Jute, Nessel oder Kenaf sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung Lehm, Ton, Montmorillonit, Kalk, Gips oder/und Zement enthält.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung Pflanzenmaterial wie Stroh, Hanf, Flachs, Miscanthus oder Reste aus Biogasanlagen enthält.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung mineralische Zuschläge wie Sand, Blähton, Perlit oder Basalt enthält.
Vorrichtung zur Herstellen einer faserarmierten Bauplatte, die ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche anwendet.
Bauplatte, wobei die Bauplatte nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14 oder mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 15 hergestellt wurde.