DE102018105384A1 - Apparatus and method for producing a fiber foam - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserschaumes, umfasst: einen Behälter (110), ein drehbar gelagertes Rührwerkzeug (120) und zumindest zwei Fächer (130). Der Behälter (110) definiert einen axial sich erstreckenden Innenraum (115) zur Aufnahme eines flüssigen Mediums, wobei der Innenraum (115) einen ersten axialen Abschnitt (111) und einen zweiten axialen Abschnitt (112) umfasst. Das drehbar gelagerte Rührwerkzeug (120) hat eine Drehachse (R) parallel zur axialen Erstreckung des Innenraumes (115). Die zumindest zwei Fächer (130) erstrecken sich senkrecht von einer Behälterwand in den Innenraum (115) hinein, wobei die zumindest zwei Fächer (130) sich in dem ersten axialen Abschnitt (111) weiter in den Innenraum (115) hinein erstrecken als in dem zweiten axialen Abschnitt (112), um in dem zweiten axialen Abschnitt (112) einen Rührbereich (117) zu bilden und in dem ersten axialen Abschnitt (111) eine Drehbewegung des flüssigen Mediums in Folge einer Drehung des Rührwerkzeuges (120) zu unterdrücken.An apparatus for producing a fiber foam comprises: a container (110), a rotatably mounted stirring tool (120) and at least two compartments (130). The container (110) defines an axially extending interior (115) for receiving a liquid medium, the interior (115) including a first axial portion (111) and a second axial portion (112). The rotatably mounted stirring tool (120) has an axis of rotation (R) parallel to the axial extent of the inner space (115). The at least two compartments (130) extend perpendicularly from a container wall into the interior space (115), wherein the at least two compartments (130) extend further into the interior space (115) in the first axial section (111) than in the first axial section (111) second axial portion (112) to form a stirring portion (117) in the second axial portion (112) and to suppress rotational movement of the liquid medium in the first axial portion (111) due to rotation of the agitating tool (120).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Faserschaumes und insbesondere auf die Herstellung eines Faserschaums mittels eines schnell drehenden Rührwerkzeugs oder eines Flotationsinjektors, wobei der hergestellte Faserschaum als Wärmedämmstoff genutzt werden kann.The present invention relates to an apparatus and a method for producing a fiber foam and in particular to the production of a fiber foam by means of a rapidly rotating stirring tool or a Flotationsinjektors, wherein the produced fiber foam can be used as a thermal insulation material.

Hintergrundbackground

Mineralwolle, Polystyrolschäume oder andere mineralöl-basierte Schäume sind übliche Materialien, die häufig als Wärmedämmstoffe nutzbar sind. Allerdings ist deren Produktion sehr energieaufwendig und die Entsorgung und das Recycling kompliziert - häufig ist nur eine thermische Verwertung praktikabel.Mineral wool, polystyrene foams or other mineral oil-based foams are common materials that are often used as thermal insulation materials. However, their production is very energy-intensive and disposal and recycling complicated - often only a thermal recovery is feasible.

Es können auch nachwachsende Rohstoffe wie beispielsweise Holzwolle, Kork, oder Zellulose zum Einsatz kommen, die als Wärmedämmstoffe vorwiegend als Platten, Matten, Filz oder als Schüttungen zur Verfügung stehen. Um beispielsweise Platten daraus herzustellen, werden diese Rohstoffe beispielsweise unter einem hohen Druck und hohen Temperaturen verpresst. Andere Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen werden zu vliesartigen Matten wie beispielsweise Flachs, Hanf, Kokosfasern und Baumwolle verfilzt. Es ist ebenfalls möglich, Flocken aus Altpapier durch mechanische Zerkleinerung herzustellen und als lose Schüttung im Einblasverfahren oder Sprühverfahren einzubringen. Bekannte Verfahren schäumen Papierfasern auf, um Papierschaumprodukte durch Spritzgussverfahren oder Extrusion herzustellen, die auch als sogenannte Flupis oder Paperfoam bekannt sind. Beispiele hierfür sind in der EP 0 447 792 A1 und EP 2 556 953 A1 offenbart.It can also renewable resources such as wood wool, cork, or cellulose are used, which are available as thermal insulation materials mainly as plates, mats, felt or as beds. For example, to produce plates from these raw materials are pressed, for example, under a high pressure and high temperatures. Other insulating materials from renewable raw materials are felted into fleece-like mats such as flax, hemp, coconut fibers and cotton. It is also possible to produce flakes from waste paper by mechanical comminution and to introduce them as loose fill in the injection or spraying process. Known methods foam paper fibers to produce paper foam products by injection molding or extrusion, also known as flupis or paperfoam. Examples are in the EP 0 447 792 A1 and EP 2 556 953 A1 disclosed.

Eine mit der Mineralwolle vergleichbare Lösung aus Faserschaum existiert allerdings bislang für nachwachsende Rohstoffe nicht.However, a solution of fiber foam comparable to mineral wool does not yet exist for renewable raw materials.

Daher besteht ein Bedarf nach einem Ersatzdämmstoff für die konventionellen Mineralölwollen und Kunststoffschäume, wobei der Ersatzdämmstoff die gleigleichen thermischen und akustischen Dämmwerte aufweisen, aber biologisch abbaubar sein sollte. Insbesondere besteht ein Bedarf nach Wärmedämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen.Therefore, there is a need for a replacement insulation for the conventional mineral wool and plastic foams, the replacement insulation having the same thermal and acoustic insulation values but being biodegradable. In particular, there is a need for thermal insulation materials from renewable resources.

Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4 und ein Verfahren zur Herstellung eines Faserschaumes nach Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.At least part of the above-mentioned problems are solved by a device according to claim 1 or 4 and a method for producing a fiber foam according to claim 7. The dependent claims define further advantageous embodiments of the subject-matter of the independent claims.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserschaumes. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter, ein drehbar gelagertes Rührwerkzeug und zumindest zwei Fächer (z.B. fest stehend). Der Behälter definiert einen axial sich erstreckenden Innenraum zur Aufnahme eines flüssigen Mediums, wobei der Innenraum einen ersten axialen Abschnitt und einen zweiten axialen Abschnitt umfasst. Das drehbar gelagerte Rührwerkzeug hat eine Drehachse, die parallel zur axialen Erstreckung des Innenraumes verläuft. Die zumindest zwei Fächer erstrecken sich senkrecht von einer Behälterwand in den Innenraum hinein, wobei die zumindest zwei Fächer sich in dem ersten axialen Abschnitt weiter in den Innenraum hinein erstrecken als in dem zweiten axialen Abschnitt, um in dem zweiten axialen Abschnitt einen Rührbereich zu bilden und in dem ersten axialen Abschnitt eine Drehbewegung des flüssigen Mediums in Folge einer Drehung des Rührwerkzeuges zu unterdrücken.The present invention relates to an apparatus for producing a fiber foam. The device comprises a container, a rotatably mounted stirring tool and at least two compartments (e.g., fixed). The container defines an axially extending interior for receiving a liquid medium, the interior comprising a first axial portion and a second axial portion. The rotatably mounted stirring tool has an axis of rotation which runs parallel to the axial extent of the inner space. The at least two compartments extend vertically from a container wall into the interior, wherein the at least two compartments extend further into the interior space in the first axial section than in the second axial section to form a stirring zone in the second axial section in the first axial portion to suppress a rotational movement of the liquid medium as a result of rotation of the stirring tool.

Optional ist der Behälter zylinderförmig um die Drehachse des Rührwerkzeuges gebildet und umfasst außerdem einen Behältereinlass und einen Behälterauslass, die in dem zweiten axialen Abschnitt ausgebildet sind. Optional umfasst der Behälter weiter zumindest einen Luftdurchlass in dem ersten axialen Abschnitt, um einen Druckausgleich zu einer Umgebung zu ermöglichen. Optionally, the container is cylindrically formed about the axis of rotation of the agitating tool and further includes a container inlet and a container outlet formed in the second axial portion. Optionally, the container further comprises at least one air passage in the first axial portion to allow pressure equalization to an environment.

Optional umfasst das Rührwerkzeug einen Schaft und ein Scheibenelement. Der Schaft kann sich durch den ersten axialen Abschnitt hindurch erstrecken und die Drehachse definieren, wobei das Scheibenelement an einem Ende des Schaftes in dem zweiten axialen Anschnitt senkrecht zur Drehachse ausgebildet ist. Optional ist es ebenfalls möglich, dass der Schaft sich nicht durch den ersten axialen Abschnitt hindurch erstreckt, sondern von unten (durch den zweiten axialen Abschnitt) in den Behälter eingeführt wird.Optionally, the stirring tool comprises a shank and a disc element. The shaft may extend through the first axial portion and define the axis of rotation, wherein the disc element is formed at one end of the shaft in the second axial portion perpendicular to the axis of rotation. Optionally, it is also possible that the shank does not extend through the first axial section but is inserted into the vessel from below (through the second axial section).

Optional stellt das Rührwerkzeug eine Drehzahl von zumindest 4.000 U/min oder zumindest 5.000 U/min (z.B. ca. 7.000 U/min) bereit.Optionally, the agitator provides a speed of at least 4,000 rpm or at least 5,000 rpm (e.g., about 7,000 rpm).

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserschaumes mit folgenden Merkmalen: einen Behälter, der einen Innenraum zur Aufnahme einer Supension definiert; einen Flotationsinjektor zum Einleiten von Luft in die Suspension; und einen Stufendiffusor an einem Ausgang des Flotationsinjektors. Der Stufendiffusor weist eine oder mehrere stufenförmige Querschnittsverbreiterungen auf, um aufeinanderfolgende Druckabfälle entlang einer Strömungsrichtung der Suspension zu erzeugen und die Suspension daran anschließend in den Behälter einzusprühen.The present invention also relates to an apparatus for producing a fiber foam, comprising: a container defining an interior for receiving a suspension; a flotation injector for introducing air into the suspension; and a step diffuser at an exit of the flotation injector. The step diffuser has one or more step-shaped cross-sectional widenings to allow successive pressure drops along a flow direction of the To produce suspension and then spray the suspension into the container.

Optional arbeitet der Flotationsinjektor nach dem Strahlpumpenprinzip und der Stufendiffusor kann plötzliche Druckabfälle entlang der Strömungsrichtung der Suspension bewirken.Optionally, the flotation injector operates on the jet pump principle and the step diffuser can cause sudden pressure drops along the flow direction of the suspension.

Optional umfasst der Stufendiffusor zumindest zwei stufenförmige Querschnittsverbreiterungen, die entlang der Strömungsrichtung voneinander beabstandet sind und die jeweils eine sprunghafte Vergrößerung eines Flussdurchmessers bilden, wobei der Querschnitt sich beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 mm und 20 mm stufenförmig verbreitern kann.Optionally, the step diffuser comprises at least two step-shaped cross-sectional widenings which are spaced apart along the flow direction and which each form an abrupt increase in a flow diameter, wherein the cross-section can step-broaden, for example in a range between 1 mm and 20 mm.

Optional ist am Ausgang des Stufendiffusors ein Trichterelement angeordnet, um eine kontinuierliche Querschnittsvergrößerung entlang der Strömungsrichtung der Suspension bereitzustellen.Optionally, a funnel element is arranged at the outlet of the stage diffuser to provide a continuous cross-sectional enlargement along the flow direction of the suspension.

Ausführungsbeispiele lösen somit zumindest einen Teil der obengenannten Probleme durch eine Vorrichtung zur Herstellung von voluminösen Schäumen, die eine hohe Porosität aufweisen. Um diese Eigenschaft zu erreichen, kommt insbesondere ein selbstansaugender Flotationsinjektor in Kombination mit einem Stufendiffusor zum Einsatz. Dieser arbeitet nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe und saugt Luft in die durchströmende Suspension an.Embodiments thus solve at least part of the above-mentioned problems by an apparatus for producing bulky foams having a high porosity. In order to achieve this property, a self-priming flotation injector in combination with a stepped diffuser is used in particular. This works on the principle of a water jet pump and sucks air into the flowing suspension.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Faserschaums unter Nutzung einer der zuvor definierten Vorrichtungen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Bereitstellen einer Suspension in einem Behälter;
  • - Erzeugen eines aufschwimmenden Schaumes durch:
    • ein Verrühren der Suspension mittels des Rührwerkzeugs bei einer Drehzahl von zumindest 2.000 U/min oder
    • ein Pumpen bzw. Einsprühen der Suspension in den Behälter; und
  • - thermisches Trocknen des aufschwimmenden Schaumes.
The present invention also relates to a process for producing a fiber foam using one of the devices previously defined. The method comprises the steps:
  • - Providing a suspension in a container;
  • - generating a floating foam by:
    • stirring the suspension by means of the stirring tool at a speed of at least 2,000 rpm or
    • pumping or spraying the suspension into the container; and
  • - thermal drying of the floating foam.

Optional umfasst die Suspension aus Wasser, Fasern und einem Tensid (z.B. Natriumlaurylsulfat, SDS) zumindest einen der folgenden weiteren Stoffe: Stärke, Molkenprotein, Gelatine, Lecithin, Calciumcarbonat oder andere Füllstoffe. Das Tensid wird genutzt, um ein Aufschäumen zu erreichen und die weiteren Zusatzstoffe verbessern die Produkteigenschaften. Die Suspension kann mit den folgenden Konzentrationen gebildet werden: Zellstofffasern mit 0.98-1.9 %, Wasser mit 94-99 %, Natriumlaurylsulfat mit 0.01-0.9 % und unter Zugabe von Stärke mit 0-1 %, Molkenprotein mit 0-1 %, Gelatine mit 0-1 %, Lecithin mit 0-1 % und Kreide mit 0-0.5 % fertiggestellt werden (die Konzentrationen kann sich auf Massen-% beziehen). Außerdem kann optional ein Flammschutzmittel vorhanden sein, wobei dazu insbesondere zumindest eines der folgenden Mittel genutzt werden können: Kaolin, Soda, Aluminiumtrihydroxid (ATH), Aluminiumphosphat (APP), Melaminphosphat (MP), roter Phosphor. Im Gegensatz zu Borax, weisen diese Flammenschutzmittel beispielsweise eine geringe Wassergefährdungsklasse auf und sind biologisch gut abbaubar.Optionally, the suspension of water, fibers and a surfactant (e.g., sodium lauryl sulfate, SDS) comprises at least one of the following: starch, whey protein, gelatin, lecithin, calcium carbonate, or other fillers. The surfactant is used to achieve foaming and the other additives improve product properties. The suspension can be formed with the following concentrations: pulp fibers with 0.98-1.9%, water with 94-99%, sodium lauryl sulfate with 0.01-0.9% and with the addition of starch with 0-1%, whey protein with 0-1%, gelatin with 0-1%, lecithin 0-1% and chalk 0-0.5% (concentrations may be% by mass). In addition, optionally, a flame retardant may be present, in which case in particular at least one of the following agents can be used: kaolin, soda, aluminum trihydroxide (ATH), aluminum phosphate (APP), melamine phosphate (MP), red phosphorus. In contrast to borax, these flame retardants, for example, have a low water hazard class and are readily biodegradable.

Optional wird das thermische Trocknen druckfrei ausgeführt (z.B. ohne Pressen) und umfasst die folgenden Schritte:

  • - Einbringen des aufschwimmenden Schaumes in eine Form; und
  • - Erhitzen der Form auf eine Mindesttemperatur, um den Schaum zu trocknen.
Optionally, the thermal drying is carried out pressure-free (eg without pressing) and comprises the following steps:
  • - introducing the floating foam into a mold; and
  • - Heating the mold to a minimum temperature to dry the foam.

Optional wird das thermische Trocknen bei einer Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt. Die Mindesttemperatur kann eine der folgenden Temperaturen sein: 70°C, 80°C, 90°C oder 100°C. Die vorbestimmte Zeitdauer sollte so lange sein, bis ein gewünschter Feuchtigkeitsgrad unterschritten wird und kann beispielsweise zwischen 12 und 24 Stunden liegen.Optionally, the thermal drying is performed at a minimum temperature for a predetermined period of time. The minimum temperature may be one of the following temperatures: 70 ° C, 80 ° C, 90 ° C or 100 ° C. The predetermined period of time should be until a desired degree of humidity is reached and may, for example, be between 12 and 24 hours.

Optional ist die Drehzahl des Rührwerkzeuges zumindest 4.000 U/min oder zumindest 5.000 U/min oder liegt zwischen 4.000 und 7.000 U/min.Optionally, the speed of the stirring tool is at least 4,000 rpm, or at least 5,000 rpm, or between 4,000 and 7,000 rpm.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Verwendung eines Faserschaumes, der mit einem zuvor definierten Verfahren hergestellt wurde, für zumindest eine der folgenden Anwendungen: als Wärmedämmstoff, als Isolationsmaterial, als Schallschutz, als Filter, als Verpackungsmaterial.The present invention also relates to a use of a fiber foam produced by a previously defined method for at least one of the following applications: as a thermal insulation material, as an insulation material, as a sound insulation, as a filter, as a packaging material.

Die gewünschten Eigenschaften werden insbesondere dadurch erreicht, dass die durchströmende Suspension Zellstoff- oder/und Holzschlifffasern, Wasser, Natriumlaurylsulfat (SDS) und verschiedene Additive, wie Stärke, Molkenprotein, Gelatine, Lecithin und Kreide aufweist, die in der beschriebenen Vorrichtung bei hohen Drehzahlen aufgeschäumt werden. Der aufschwimmende Schaum wird beispielsweise nach ca. 30 Minuten abgezogen und kann in Formen gefüllt werden. Daran anschließend erfolgt eine thermische Trocknung beispielsweise bei 100°C. Ein Pressen kann ausgeführt werden, ist aber gemäß Ausführungsbeispielen nicht erforderlich.The desired properties are achieved in particular by the suspension flowing through having pulp and / or wood pulp fibers, water, sodium lauryl sulfate (SDS) and various additives, such as starch, whey protein, gelatin, lecithin and chalk, which are foamed in the described apparatus at high speeds become. The floating foam, for example, withdrawn after about 30 minutes and can be filled in molds. This is followed by a thermal drying, for example at 100 ° C. A pressing can be performed, but is not required according to embodiments.

Auf diese Weise bieten Ausführungsbeispiele im Vergleich zum Stand der Technik die folgenden Vorteile: Es lassen sich biologisch abbaubare Schäume mit geringem Material-, Kosten- und Energieaufwand herstellen. Diverse bekannte Kunststoffschäume können in vielen Anwendungsbereichen wie beispielsweise als Isolations- und Dämmmaterial, aber auch als Verpackungsmaterial durch hiermit hergestellten Faserschaum abgelöst werden. Ausführungsbeispiele weisen ferner den Vorteil auf, dass nach einer Erzeugung des Schaumes die Möglichkeit der Entwässerung oder Trocknung besteht, ohne dass dazu ein Pressen erforderlich ist.In this way, embodiments offer compared to the prior art the The following advantages: Biodegradable foams can be produced with low material, cost and energy expenditure. Various known plastic foams can be removed in many applications such as insulation and insulation material, but also as packaging material by fibrous foam produced herewith. Embodiments also have the advantage that after a generation of the foam there is the possibility of dewatering or drying without the need for pressing.

Figurenlistelist of figures

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.

  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Herstellung des Faserschaums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung aus der 1, wobei die beiden Fächer sich senkrecht zur Zeichenebene erstrecken.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Vorrichtung senkrecht zur Drehachse des Rührwerkzeugs.
  • 4 zeigt einen Injektor mit einem Stufendiffusor.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Faserschaums gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
The embodiments of the present invention will be better understood from the following detailed description and the accompanying drawings of the different embodiments, which should not, however, be construed as limiting the disclosure to the specific embodiments, but for explanation and understanding only.
  • 1 shows a cross-sectional view of an apparatus for producing the fiber foam according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a further cross-sectional view of the device of the 1 , wherein the two compartments extend perpendicular to the plane of the drawing.
  • 3 shows a cross-sectional view of the device perpendicular to the axis of rotation of the stirring tool.
  • 4 shows an injector with a stage diffuser.
  • 5 FIG. 10 shows a flow chart for a method of manufacturing a fiber foam according to embodiments of the present invention.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung zur Herstellung des Faserschaums. Die Vorrichtung umfasst: einen Behälter 110, ein drehbar gelagertes Rührwerkzeug 120 und zumindest zwei Fächer 130. Der Behälter 110 definiert einen axial sich erstreckenden Innenraum 115 zur Aufnahme einer Suspension (flüssiges Medium), wobei der Innenraum 115 einen ersten axialen Abschnitt 111 und einen zweiten axialen Abschnitt 112 umfasst. Das drehbar gelagerte Rührwerkzeug 120 hat eine Drehachse R parallel zur axialen Erstreckung des Innenraumes 115. Die zumindest zwei Fächer 130 erstrecken sich senkrecht von einer Behälterwand in den Innenraum 115 hinein, wobei die zumindest zwei Fächer 130 sich in dem ersten axialen Abschnitt 111 weiter in den Innenraum 115 hinein erstrecken als in dem zweiten axialen Abschnitt 112, um in dem zweiten axialen Abschnitt 112 einen Rührbereich 117 zu bilden und in dem ersten axialen Abschnitt 111 eine Drehbewegung des flüssigen Mediums in Folge einer Drehung des Rührwerkzeuges 120 zu unterdrücken. 1 shows an embodiment of the apparatus for producing the fiber foam. The device comprises: a container 110 , a rotatably mounted stirring tool 120 and at least two subjects 130 , The container 110 defines an axially extending interior 115 for receiving a suspension (liquid medium), wherein the interior 115 a first axial section 111 and a second axial section 112 includes. The rotatably mounted stirring tool 120 has a rotation axis R parallel to the axial extent of the interior 115 , The at least two subjects 130 extend vertically from a container wall in the interior 115 into it, the at least two subjects 130 in the first axial section 111 further into the interior 115 extend than in the second axial section 112 to be in the second axial section 112 a stirring area 117 to form and in the first axial section 111 a rotational movement of the liquid medium as a result of rotation of the stirring tool 120 to suppress.

Der Behälter 110 wird von oben durch eine Abdeckung 113 verschlossen, die beispielsweise eine Durchführung für das Rührwerkzeug 120 aufweist.The container 110 is from the top through a cover 113 closed, for example, a passage for the stirring tool 120 having.

Der Behälter 110 kann beispielsweise eine Höhe von 10 ... 40 cm oder ca. 20 cm aufweisen. Das Rührwerkzeug 120 kann sich von der Abdeckung 113 soweit erstrecken, dass das Scheibenelement 125 einen Abstand zum Boden von 5... 15 cm oder von ca. 10 cm aufweist. Das Scheibenelement 125 kann beispielsweise einen Durchmesser von 2 ... 10 cm oder ca. 6 cm aufweisen. Der Behälter 110 kann einen Durchmesser von 8 ... 20 cm oder ca. 12 cm aufweisen. Die Fächer 130 können sich im ersten axialen Abschnitt 111 beispielsweise bis hin zum Schaft 122 des Rührwerkzeugs 120 erstrecken, wobei ein Zwischenraum von lediglich einigen Millimetern oder Zentimetern freizulassen ist, um ausreichenden Platz für mögliche Schwingungen des Rührwerkzeugs 120 zu bieten. Die Erfindung soll aber nicht auf bestimmte Abmaße eingeschränkt werden. Die genannten Werte können auch entsprechend hochskaliert werden, wenn beispielsweise größere Mengen an Schaum herzustellen sind. The container 110 may for example have a height of 10 ... 40 cm or about 20 cm. The stirring tool 120 may be different from the cover 113 extend so far that the disc element 125 has a distance to the ground of 5 ... 15 cm or about 10 cm. The disc element 125 may for example have a diameter of 2 ... 10 cm or about 6 cm. The container 110 may have a diameter of 8 ... 20 cm or about 12 cm. The subjects 130 can be in the first axial section 111 for example, up to the shaft 122 of the stirring tool 120 extend, leaving a gap of only a few millimeters or centimeters to allow sufficient space for possible vibrations of the stirring tool 120 to offer. The invention should not be limited to specific dimensions. The stated values can also be scaled up accordingly if, for example, relatively large amounts of foam are to be produced.

2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Querschnittslinie A-A aus der 1. Die beiden Fächer 130 erstrecken sich jetzt senkrecht zur Zeichenebene und der Innenraum 115 erstreckt sich in dem Behälter 110 von dem Boden bis zu der oberen Abdeckung 113. Optional umfasst die obere Abdeckung 113 eine Entlüftungsöffnung 119, die dazu dient, einen Druckausgleich mit einer Umgebung herzustellen, sodass in dem Behälter 110 die Suspension ohne einen Gegendruck einfüllbar oder einsprühbar ist. 2 shows a cross-sectional view along the cross-sectional line AA from the 1 , The two subjects 130 now extend perpendicular to the drawing plane and the interior 115 extends in the container 110 from the floor to the top cover 113 , Optionally includes the top cover 113 a vent 119 , which serves to make a pressure equalization with an environment, so that in the container 110 the suspension can be filled or sprayed without a counter-pressure.

Das Rührwerkzeug 120 umfasst ein Scheibenelement 125, das an einem Ende eines Schaftes 122 angebracht ist und durch einen äußeren Antrieb (nicht gezeigt) angetrieben wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb über eine Öffnung in der oberen Abdeckung 113, sodass der Schaft 122 sich durch den ersten axialen Abschnitt 111 hindurch erstreckt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist es ebenfalls möglich, dass das Rührwerkzeug 120 von einer Unterseite des Behälters 110 angetrieben wird. In diesem Fall wird der Schaft 122 des Rührwerkzeugs 120 nach unten durch den Behälter 110 herausgeführt und über einen Motor angetrieben.The stirring tool 120 comprises a disc element 125 at one end of a shaft 122 is mounted and driven by an external drive (not shown). In the embodiment shown, the drive takes place via an opening in the upper cover 113 so that the shaft 122 through the first axial section 111 extends through. In further embodiments, it is also possible that the stirring tool 120 from a bottom of the container 110 is driven. In this case, the shaft becomes 122 of the stirring tool 120 down through the container 110 led out and powered by a motor.

Der gezeigte Behälter 110 kann dazu genutzt werden, um aus einer kolloidalen Suspension Faserschaum mit hervorragenden Dämmeigenschaften herzustellen, wobei der kolloidale Faserschaum aus zwei Tensidschichten gebildet wird. Um dies zu erreichen, wird die Suspension einer Rotation ausgesetzt, sodass sich aus den Tensidschichten - infolge einer resultierenden Trombusbildung - an einer Oberfläche Schaum bildet.The container shown 110 Can be used to make from a colloidal suspension fiber foam with excellent insulation properties wherein the colloidal fiber foam is formed from two surfactant layers. To achieve this, the suspension is subjected to a rotation so that foam forms from the surfactant layers on a surface as a result of resulting trombus formation.

Das Rührwerkzeug 120 wird mit einer hohen Umdrehungszahl angetrieben, um die gewünschten Eigenschaften des Faserschaumes zu erreichen. Die Drehzahl der Rührwerkzeuges ist beispielsweise größer als 3.000 U/min oder zumindest 4.000 U/min oder zumindest 5.000 U/min. Das Scheibenelement 125 braucht keine weiteren Strukturen aufweisen. Aufgrund der hohen Umdrehung bildet sich in dem Behälter eine trombenartige Form, wie sie durch die gestrichelte Linie 210 dargestellt ist. Die Form der Fächer 130 (siehe 1) verhindert eine Rotation der Suspension am Rand des Behälters und im ersten axialen Abschnitt 111. Vorteilhafterweise wird der Behälter 110 nur soweit mit der Suspension aufgefüllt, sodass im Ruhezustand (ohne Rotation) die Oberfläche der Suspension im Rührbereich 117 liegt.The stirring tool 120 is driven at a high speed to achieve the desired properties of the fiber foam. The speed of the stirring tool is, for example, greater than 3,000 rpm or at least 4,000 rpm or at least 5,000 rpm. The disc element 125 does not need to have any further structures. Due to the high rotation, a droplet-like shape forms in the container, as indicated by the dashed line 210 is shown. The shape of the subjects 130 (please refer 1 ) prevents rotation of the suspension at the edge of the container and in the first axial section 111 , Advantageously, the container 110 only so far filled with the suspension, so that in the resting state (without rotation), the surface of the suspension in the stirring 117 lies.

3 zeigt eine Querschnittsansicht senkrecht zur Drehachse R entlang der Querschnittslinie B-D aus der 1, wobei die Blickrichtung auf der rechten Seite von der Abdeckung 113 vertikal nach unten zeigt (alle darunterliegenden Elemente sind gestrichelt gezeichnet) und auf der linken Seite der Schnitt entlang der Schnittlinie D-C dargestellt ist. Dementsprechend ist auf der linken Seite der Fächer 130 verkürzt dargestellt, während auf der rechten Seite die gestrichelte Linie den Fächer 130 darstellt, wie er bis fast an den Schaft 122 heran reicht. 3 shows a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation R along the cross-sectional line BD from the 1 , with the line of sight on the right side of the cover 113 pointing vertically downwards (all underlying elements are dashed) and on the left side the cut along the cut line DC is shown. Accordingly, on the left side is the fan 130 shortened, while on the right side the dashed line shows the fan 130 represents how he almost reaches the shaft 122 enough.

4 zeigt beispielhaft einen Injektor, mit dessen Hilfe die Suspension in einen Behälter eingesprüht werden kann. Zum Einsprühen kann ein anderer Behälter genutzt werden als der in der 1 gezeigte Behälter 110 (da das Rührwerkzeug 120 und die Fächer 130 für das Herstellen des Schaumes durch Einsprühen nicht zwingend notwendig sind). Der Injektor umfasst einen Flotationsinjektor 300 und einen Stufendiffusor 400, der sich stromabwärts an dem Flotationsinjektor 300 anschließt und die beide einen Flusskanal 340 für die Suspension bereitstellen. Der Flotationsinjektor 300 arbeitet nach dem Prinzip der Strahlpumpe und umfasst einen Zulauf 310 für die Suspension. Der Zulauf 310 verengt sich kontinuierlich entlang der Strömungsrichtung F bis zu einem Ausgang 312. Dadurch erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit. In dem sich verengenden Bereich erstreckt sich der Zulauf 310 durch eine Kammer 320, die einen Lufteinlass 330 umfasst. Die Strömung der Suspension durch den Zulauf 310 hin zu dem Ausgang 312 führt zu einem Ansaugen von Luft aus dem Luftzulauf 330, die zusammen mit der Suspension nach dem Ausgang 312 vermischt wird. 4 shows an example of an injector, with the aid of which the suspension can be sprayed into a container. For spraying a different container can be used as in the 1 shown container 110 (because the stirring tool 120 and the subjects 130 for the production of the foam by spraying are not absolutely necessary). The injector includes a flotation injector 300 and a stage diffuser 400 downstream of the flotation injector 300 connects and both a river channel 340 provide for the suspension. The flotation injector 300 works on the principle of the jet pump and includes an inlet 310 for the suspension. The feed 310 narrows continuously along the flow direction F to an exit 312 , This increases the flow velocity. In the narrowing region, the inlet extends 310 through a chamber 320 that have an air intake 330 includes. The flow of the suspension through the inlet 310 to the exit 312 leads to a suction of air from the air inlet 330 That along with the suspension after the exit 312 is mixed.

Der anschließende Stufendiffusor 400 umfasst beispielhaft zwei stufenförmige Querschnittverbreiterungen 410, 420, bei denen sich der Querschnitt sprunghaft verbreitet. Zunächst ist der Querschnitt des Flusskanals 340 in dem Stufendiffusor 400 konstant. An einer ersten Stufe 410 verbreitert sich der Querschnitt sprunghaft. Danach bleibt der Querschnitt wiederum nahezu konstant, bis er sich an einer zweiten Stufe 420 erneut sprunghaft vergrößert, um anschließend wieder konstant zu bleiben. Der Stufendiffusor 400 kann ebenfalls weitere stufenförmige Verbreiterungen aufweisen. Anschließend wird am Auslass des Stufendiffusors 440 ein optionales Trichterelement 470 angeordnet, welches einen sich kontinuierlich verbreitenden Querschnitt entlang der Strömungsrichtung F in den Behälter hinein aufweist.The subsequent stage diffuser 400 exemplifies two step-shaped cross-sectional widenings 410 . 420 in which the cross-section spreads rapidly. First is the cross section of the river channel 340 in the stage diffuser 400 constant. At a first stage 410 the cross-section widens suddenly. Thereafter, the cross section again remains nearly constant until it reaches a second stage 420 again increased in leaps and bounds to stay constant again afterwards. The stage diffuser 400 may also have other stepped widenings. Subsequently, at the outlet of the stage diffuser 440 an optional funnel element 470 arranged, which has a continuously spreading cross-section along the flow direction F into the container.

Bei weiteren Ausführungsbeispiel ist es ebenfalls möglich, dass nur eine Stufe ausgebildet ist, die zu einer Querschnittsverbreiterung führt. Die Erfindung soll nicht auf eine bestimmte Anzahl von Stufen (stufenförmigen Querschnittverbreiterungen) 410, 420, ... eingeschränkt werden. An den Stufen 410, 420,.. führen die sprunghaften Querschnittsvergrößerungen zu einem plötzlichen Druckabfall, der das gewünschte Suspensionsgemisch erzeugt.In another embodiment, it is also possible that only one step is formed, which leads to a cross-sectional widening. The invention is not intended to be limited to a certain number of stages (step-shaped cross-sectional enlargements) 410 . 420 , ... be restricted. At the steps 410 . 420 .. The sudden cross-sectional enlargements lead to a sudden pressure drop, which produces the desired suspension mixture.

Auch wenn die Erfindung nicht auf bestimmte Abmaße eingeschränkt werden soll, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Behälter und/oder der Injektor bestimmte Abmaße aufweist.Although the invention is not intended to be limited to specific dimensions, it has proven advantageous if the container and / or the injector has certain dimensions.

Beispielsweise kann an den Stufen 410, 420, jeweils eine sprunghafte Vergrößerung eines Flussdurchmessers um einen Wert in einem Bereich zwischen 1 mm und 20 mm (oder zwischen 5 mm und 10 mm) erfolgen. Der Flotationsinjektor 300 kann beispielsweise eine Länge von 10-20 cm aufweisen und der Flusskanal 340 entlang der Strömungsrichtung F kann beispielsweise einen Eingangsdurchmesser von 2 ...5 cm oder ca. 3 cm und einen Ausgangsdurchmesser von 0,5 ... 2 cm oder ca. 1 cm aufweisen. Dies führt dazu, dass an dem Ausgang eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit vorliegt, die Luft über die Luftöffnung 330 angesaugt und mit der Suspension vermischt. Der dafür genutzte Behälter kann ausreichend groß gewählt werden, sodass genug Volumen für die eingesprühte Suspension bereitsteht (z.B. mehr als 100 L oder mehr als 1 m3 oder mehr als 10 m3).For example, at the steps 410 . 420 , In each case a sudden increase in a flow diameter by a value in a range between 1 mm and 20 mm (or between 5 mm and 10 mm) take place. The flotation injector 300 may for example have a length of 10-20 cm and the flow channel 340 along the flow direction F may for example have an input diameter of 2 ... 5 cm or about 3 cm and an initial diameter of 0.5 ... 2 cm or about 1 cm. This leads to an increased flow velocity at the outlet, the air via the air opening 330 aspirated and mixed with the suspension. The container used for this purpose can be sufficiently large so that there is enough volume available for the sprayed suspension (eg more than 100 L or more than 1 m 3 or more than 10 m 3 ).

5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Faserschaums unter Nutzung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Bereitstellen S110 einer Suspension in einem Behälter;
  • - Erzeugen S120 eines aufschwimmenden Schaumes durch:
    • ein Verrühren der Suspension mittels des Rührwerkzeug 120 bei einer Drehzahl von zumindest 2.000 U/min oder zumindest 4.000 U/min (oder zumindest 5.000 U/min), oder
    • ein Pumpen/Einsprühen/Injizieren durch den Flotationsinjektor; und
  • - thermisches Trocknen S130 des aufschwimmenden Schaumes
5 shows a flow chart for a method for producing a fiber foam using a device described above. The method comprises the steps:
  • - Provide S110 a suspension in a container;
  • - Produce S120 a floating foam through:
    • stirring the suspension by means of the stirring tool 120 at a speed of at least 2,000 rpm or at least 4,000 rpm (or at least 5,000 rpm), or
    • a pumping / injecting / injecting by the flotation injector; and
  • - thermal drying S130 of the floating foam

Gemäß Ausführungsbeispielen wird zunächst ausreichend Schaum gebildet, der dann abgeschöpft oder per Überlauf abgelassen werden kann. Danach kann er beispielsweise in Formen gefüllt oder gegossen werden und daran anschließend getrocknet werden. Die Trocknung kann beispielsweise bei den folgenden Temperaturen geschehen: bei ca. 70°C, ca. 80°C, ca. 90°C oder ca. 100°C und für eine vorbestimmte Zeitdauer zwischen 12 und 24 Stunden erfolgen.According to embodiments, sufficient foam is initially formed, which can then be skimmed off or drained by overflow. Thereafter, it can be filled or poured into molds, for example, and then dried. The drying can be done, for example, at the following temperatures: at about 70 ° C, about 80 ° C, about 90 ° C or about 100 ° C and for a predetermined period of time between 12 and 24 hours.

Die verwendete Suspension kann folgende Zusammensetzung aufweisen: Zellstofffasern oder Holzstofffasern mit 0.98-1.9 %, Wasser mit 94-99 %, Natriumlaurylsulfat mit 0.01-0.9 %; Stärke mit 0-1 %, Molkenprotein mit 0-1 %, Gelatine mit 0-1 %, Lecithin mit 0-1 % und Kreide mit 0-0.5 %. Optional kann ein Flammschutzmittel hinzugefügt werden (z.B. Kaolin,Soda, Aluminiumtrihydroxid, Aluminiumphosphat, Melaminphosphat, roter Phosphor oder andere).The suspension used may have the following composition: pulp fibers or wood pulp fibers at 0.98-1.9%, water at 94-99%, sodium lauryl sulfate at 0.01-0.9%; 0-1% starch, 0-1% whey protein, 0-1% gelatin, 0-1% lecithin and 0-0.5% chalk. Optionally, a flame retardant may be added (e.g., kaolin, soda, aluminum trihydroxide, aluminum phosphate, melamine phosphate, red phosphorus, or others).

Der dadurch erhaltene Wärmedämmstoff zeigt viele Vorteile. Insbesondere ist der Faserschaum:

  • - mit geringem Material-, Kosten- und Energieaufwand herstellbar,
  • - biologisch abbaubar und somit nachhaltig (nachwachsende Rohstoffe werden verwendet; als Zellstoff können beispielsweise Holzstofffasern oder NBSK-Zellstoff (Northern Bleached Softwood Kraft; eine Mischung aus Kiefer/Fichte) genutzt werden,
  • - geeignet, um damit herkömmliche Kunststoffschäume abzulösen.
The resulting thermal insulation shows many advantages. In particular, the fiber foam is:
  • - can be produced with low material, cost and energy expenditure,
  • - biodegradable and therefore sustainable (renewable raw materials are used, for example wood pulp fibers or NBSK pulp (Northern Bleached Softwood Kraft, a mixture of pine / spruce) can be used as pulp,
  • - suitable to replace conventional plastic foams.

Der Faserschaum, der gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann für die folgenden Anwendungen vorteilhaft genutzt werden: als Dämmstoff, als Schallschutz, als Filtertechnik oder als Verpackungsmaterial.The fiber foam produced in accordance with embodiments of the present invention may be used to advantage in the following applications: as an insulating material, as sound insulation, as a filter technique, or as a packaging material.

Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the description, the claims and the figures may be essential for the realization of the invention either individually or in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

110110
Behältercontainer
111111
erster axialer Abschnittfirst axial section
112112
zweiter axialer Abschnittsecond axial section
113113
Abdeckungcover
115115
Innenrauminner space
117117
Rührbereichstirring region
119119
Entlüftungsöffnungvent
120120
Rührwerkzeugagitator
122122
Schaft des RührwerkzeugesShaft of the stirring tool
125125
Scheibenelement des RührwerkzeugesDisc element of the stirring tool
130130
zumindest ein Fächerat least one fan
210210
trombenförmige OberflächenkrümmungTrombenförmige surface curvature
300300
FlotationsinjektorFlotationsinjektor
310310
trichterförmiger Einlassfunnel-shaped inlet
312312
Auslass des trichterförmigen EinlassesOutlet of the funnel-shaped inlet
320320
Luftkammerair chamber
330330
Luftzufuhrair supply
340340
Flusskanalriver channel
400400
StufendiffusorStepDiffusor
410, 420410, 420
Stufen des StufendiffusorsSteps of the stage diffuser
440440
Ausgang des StufendiffusorsOutput of the stage diffuser
470470
Trichterelementfunnel member
RR
Drehachseaxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0447792 A1 [0003]EP 0447792 A1 [0003]
  • EP 2556953 A1 [0003]EP 2556953 A1 [0003]

Claims (14)

Vorrichtung zur Herstellung eines Faserschaumes, mit folgenden Merkmalen: ein Behälter (110), der einen axial sich erstreckenden Innenraum (115) zur Aufnahme eines flüssigen Mediums definiert, wobei der Innenraum (115) einen ersten axialen Abschnitt (111) und einen zweiten axialen Abschnitt (112) umfasst; ein drehbar gelagertes Rührwerkzeug (120), dessen Drehachse (R) parallel zur axialen Erstreckung des Innenraumes (115) verläuft; und zumindest zwei Fächer (130), die sich senkrecht von einer Behälterwand in den Innenraum (115) hinein erstrecken, wobei die zumindest zwei Fächer (130) sich in dem ersten axialen Abschnitt (111) weiter in den Innenraum (115) hinein erstrecken als in dem zweiten axialen Abschnitt (112), um in dem zweiten axialen Abschnitt (112) einen Rührbereich (117) zu bilden und in dem ersten axialen Abschnitt (111) eine Drehbewegung des flüssigen Mediums in Folge einer Drehung des Rührwerkzeuges (120) zu unterdrücken.Device for producing a fiber foam, having the following features: a container (110) defining an axially extending interior (115) for receiving a liquid medium, the interior (115) including a first axial portion (111) and a second axial portion (112); a rotatably mounted stirring tool (120) whose axis of rotation (R) extends parallel to the axial extent of the inner space (115); and at least two compartments (130) extending perpendicularly from a container wall into the interior space (115), wherein the at least two compartments (130) extend further into the interior space (115) in the first axial section (111) than in the second axial portion (112) to form a stirring portion (117) in the second axial portion (112) and to suppress rotational movement of the liquid medium in the first axial portion (111) due to rotation of the agitating tool (120). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rührwerkzeug (120) einen Schaft (122) und ein Scheibenelement (125) aufweist, wobei der Schaft (122) sich durch den ersten axialen Abschnitt (111) hindurch erstreckt und die Drehachse (R) definiert und das Scheibenelement (125) an einem Ende des Schaftes (122) in dem zweiten axialen Anschnitt (112) senkrecht zur Drehachse (R) ausgebildet ist.Device after Claim 1 wherein the agitating tool (120) includes a shank (122) and a disc member (125), the shank (122) extending through the first axial portion (111) and defining the axis of rotation (R) and the disc member (125). is formed at one end of the shank (122) in the second axial gate (112) perpendicular to the axis of rotation (R). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Rührwerkzeug (120) eine Drehzahl von zumindest 4.000 U/min oder zumindest 5.000 U/min bereitstellt.Device after Claim 1 or Claim 2 wherein the agitating tool (120) provides a speed of at least 4,000 rpm or at least 5,000 rpm. Vorrichtung zur Herstellung eines Faserschaumes, mit folgenden Merkmalen: ein Behälter, der einen Innenraum zur Aufnahme einer Supension definiert; einen Flotationsinjektor (300) zum Einleiten von Luft in die Suspension; und einen Stufendiffusor (400) an einem Ausgang des Flotationsinjektors (300), wobei der Stufendiffusor (400) eine oder mehrere stufenförmige Querschnittsverbreiterungen (410, 420, ...) aufweist, um aufeinanderfolgende Druckabfälle entlang einer Strömungsrichtung (F) der Suspension zu erzeugen, und ausgebildet ist, um die Suspension daran anschließend in den Behälter einzusprühen.Device for producing a fiber foam, having the following features: a container defining an interior for receiving a suspension; a flotation injector (300) for introducing air into the suspension; and a staged diffuser (400) at an exit of the flotation injector (300), the staged diffuser (400) having one or more stepped cross-sectional spacers (410, 420, ...) to produce successive pressure drops along a flow direction (F) of the suspension, and is adapted to subsequently spray the suspension into the container. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Stufendiffusor (400) zumindest zwei stufenförmige Querschnittsverbreiterungen (410, 420, ...) aufweist, die entlang der Strömungsrichtung (F) voneinander beabstandet sind und die jeweils eine sprunghafte Vergrößerung eines Flussdurchmessers um einen Wert in einem Bereich zwischen 1 mm und 20 mm bereitstellen.Device after Claim 4 wherein the step diffuser (400) has at least two step-shaped cross-sectional extensions (410, 420, ...) spaced apart along the flow direction (F) and each having a sudden increase in a flow diameter by a value in a range between 1 mm and 20 mm. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei am Ausgang (440) des Stufendiffusors (400) ein Trichterelement (470) angeordnet ist, um eine kontinuierliche Querschnittsvergrößerung entlang der Strömungsrichtung (F) der Suspension bereitzustellen.Device after Claim 4 or Claim 5 in which a funnel element (470) is arranged at the outlet (440) of the step diffuser (400) in order to provide a continuous cross-sectional enlargement along the flow direction (F) of the suspension. Verfahren zur Herstellung eines Faserschaums unter Nutzung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Schritten: Bereitstellen (S110) einer Suspension in dem Behälter (110); Erzeugen (S120) eines aufschwimmenden Schaumes durch: ein Verrühren der Suspension mittels des Rührwerkzeugs (120) bei einer Drehzahl von zumindest 2.000 U/min oder ein Pumpen oder Einsprühen der Suspension in den Behälter; und thermisches Trocknen (S130) des aufschwimmenden Schaumes.Process for the production of a fiber foam using a device according to one of the Claims 1 to 6 method comprising the steps of: providing (S110) a suspension in the container (110); Generating (S120) a floating foam by: stirring the suspension by means of the agitating tool (120) at a speed of at least 2,000 rpm or pumping or spraying the suspension into the container; and thermal drying (S130) of the floating foam. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Suspension Wasser, Fasern und ein Tensid umfasst, wobei die Suspension insbesondere einen der folgenden Stoffe umfasst: Zellstofffasern, Holzstofffasern, Natriumlaurylsulfat, Stärke, Protein, Molkenprotein, Gelatine, Lecithin, Füllstoff wie Calciumcarbonat.Method according to Claim 7 wherein the suspension comprises water, fibers and a surfactant, the suspension in particular comprising one of the following substances: pulp fibers, wood pulp fibers, sodium lauryl sulfate, starch, protein, whey protein, gelatin, lecithin, filler such as calcium carbonate. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bereitstellen der Suspension (S110) folgende Schritte aufweist: Suspendieren von: Zellstofffasern oder Holzstofffasern mit 0.98-1.9 %, Wasser mit 94-99 %, Natriumlaurylsulfat mit 0.01-0.9 %; Hinzufügen von Stärke mit 0-1 %, Molkenprotein mit 0-1 %, Gelatine mit 0-1 %, Lecithin mit 0-1 % und Kreide mit 0-0.5 %, wobei optional außerdem ein Flammschutzmittel hinzugefügt wird, insbesondere zumindest einen der folgenden Stoffe umfasst: Kaolin, Soda, Aluminiumtrihydroxid, Aluminiumphosphat, Melaminphosphat, roter Phosphor.Method according to Claim 8 wherein the providing of the suspension (S110) comprises the steps of: suspending: pulp fibers or wood pulp fibers at 0.98-1.9%, water at 94-99%, sodium lauryl sulfate at 0.01-0.9%; Adding 0-1% starch, 0-1% whey protein, 0-1% gelatin, 0-1% lecithin and 0-0.5% chalk, optionally adding a flame retardant, more particularly at least one of the following Substances includes: kaolin, soda, aluminum trihydroxide, aluminum phosphate, melamine phosphate, red phosphorus. Verfahren nach einem Ansprüche 8 bis 10, wobei das thermische Trocknen (S130) druckfrei ausgeführt wird und Folgendes umfasst: Einbringen des aufschwimmenden Schaumes in eine Form; und Erhitzen der Form auf eine Mindesttemperatur, um den Schaum zu trocknen.Method according to one Claims 8 to 10 wherein the thermal drying (S130) is pressure-free and comprises: introducing the floating foam into a mold; and heating the mold to a minimum temperature to dry the foam. Verfahren einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das thermische Trocknen (S130) bei einer Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt wird und die Mindesttemperatur eine der folgenden Temperaturen ist: 70°C, 80°C, 90°C oder 100°C beträgt.Method one of Claims 7 to 10 wherein the thermal drying (S130) is performed at a minimum temperature for a predetermined period of time and the minimum temperature is one of The following temperatures are: 70 ° C, 80 ° C, 90 ° C or 100 ° C. Verfahren einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die vorbestimmte Zeitdauer zwischen 12 bis 24 Stunden liegt.Method one of Claims 7 to 11 , wherein the predetermined period of time is between 12 to 24 hours. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Drehzahl der Rührwerkzeuges (120) zumindest 4.000 U/min oder zumindest 5.000 U/min, insbesondere bei 7.000 U/min, ist.Method according to one of Claims 7 to 12 wherein the speed of the stirring tool (120) is at least 4,000 rpm or at least 5,000 rpm, in particular at 7,000 rpm. Verwenden eines Faserschaumes, der mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13 hergestellt wurde, für zumindest eine der folgenden Anwendungen: als Wärmedämmstoff, als Isolationsmaterial, als Schallschutz, als Filter, als Verpackungsmaterial.Using a fiber foam, with a method according to one of Claims 7 to 13 for at least one of the following uses: as thermal insulation material, as insulating material, as sound insulation, as filter, as packaging material.
DE102018105384.3A 2018-03-08 2018-03-08 Apparatus and method for producing a fiber foam Pending DE102018105384A1 (en)

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