DE19518186A1 - Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In der Bundesrepublik Deutschland werden jährlich bis zu 10 Millionen Ver­ packungssäcke aus dem Import von Kaffeebohnen, Kakaobohnen, Getreide, Naturharzgranulaten u. a.m. nach der Entleerung für viel Geld entsorgt, überwiegend durch Verbrennung. Nur ein geringer Teil wird zerlegt und als Beimischung zu Altpapierfasern in kleinem Maßstab verwendet, um die extrem kurzfaserigen Altpapierfasern zu armieren. Dabei werden die alten Säcke nur unvollkommen zerfasert.
Noch größer ist der Anfall an Alttextilien, für die nur unzureichende Möglich­ keiten für deren Verwertung existieren. Bekannt ist hier nur die Herstellung von flexiblen, plattenförmigen Dämmstoffen für Zwecke des Schallschutzes in Dicken bis etwa 15 mm, die überwiegend im PKW-Bau verwendet werden. Sie werden aus Reißfasern mit sehr unterschiedlicher, im Durchschnitt geringer Faserlänge, erzeugt. Zur Verfestigung werden sie genadelt oder teilweise durch Bindemittel miteinander verbunden. Von Nachteil ist dabei, daß um so mehr Bindemittel benötigt wird, je kürzer die Fasern sind. Weiterhin neigen die bisher zur Vorzerkleinerung eingesetzten rotierenden Maschinen dazu, daß sich Teile oder Fäden aus den Säcken oder Textilien um Rotoren und Wellen wickeln, was zum Blockieren der Maschinen, Heißlaufen und sogar zu Bränden führen kann.
Nachteilig ist bei der bisherigen Verwendung von wiederverwertetem Material aus alten Verpackungssäcken und Alttextilien also, daß die Faserlängen ins­ gesamt zu kurz sind, der Anteil von schlecht nutzbarem Feingut zu hoch und das erzeugte Fasermaterial zu inhomogen ist. Dies folgt vor allem daraus, daß die Verfahren zur Erzeugung von wiederverwertbaren Fasern ineffektiv sind und nicht optimal arbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Produkt aus Recyclingmaterial wie alten Säcken und Alttextilien und ein geeignetes Verfahren zu seiner Herstel­ lung zur Verfügung zu stellen, bei dem ein großer Teil eine große Faserlänge aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß im Zusammenhang mit den jeweiligen Oberbegriffen aus den kennzeichnenden Teilen der An­ sprüche 1 und 12.
Von besonderem Vorteil ist, daß ein Wärmedämmstoff zur Verfügung gestellt wird, dessen Hauptbestandteile aus recycelten Fasern besteht, so daß zum einen dafür keine neuen Rohstoffe verwendet werden müssen und zum ande­ ren eine sinnvolle Wiederverwertung von Recyclingfasern stattfinden kann, ohne daß bei ihrer Entsorgung durch Verbrennung ein weitere CO2-Eintrag in die Atmosphäre stattfindet.
Als besonders vorteilhaft sind Dämmstoffe zu nennen, die aus Recyclingfasern aus alten Jute- und Sisalsäcken oder anderen pflanzlichen Fasern oder auch aus Alttextilien gewonnen werden und deren Fasermaterial sehr langfaserig ist, so daß es sich zur Herstellung einer Vielfalt unterschiedlichster Wärme- Dämmstofftypen eignet. Die erfindungsgemäßen Dämmstoffe zielen dabei nicht auf den Schallschutz und Wärmeschutz in dem Maße hin, wie er im Fahrzeugbau genügt, sondern auf Wärmedämmstoffe für das Bauwesen. Hier ist nur eine geringe Verfestigung erforderlich. Sie muß gerade ausreichen, um ein sicheres Handling zu gewährleisten und sicherstellen, daß sich der Dämm­ stoff im Bau nicht setzt oder anderweitig verlagert. Dagegen ist ein Maximum an Dämmwirkung gewünscht, was minimale Rohdichten erfordert. Diese kön­ nen bei gleichzeitig ausreichender Festigkeit zum Handling nur durch lange Fasern erlangt werden, wobei um so weniger Bindemittel benötigt wird, je länger die Fasern sind. Es können Rohdichten von minimal 10 kg/cbm aber auch bis zu 75 kg/cbm erzeugt werden.
Die Langfaserigkeit fördert nicht nur die geringe Rohdichte, sondern auch die mechanische Verfilzung und ergibt so einen Dämmstoff, der trotz geringer Rohdichte gut handzuhaben ist.
Von Vorteil ist ebenfalls die Beimischung von Thermofasern, wobei unter Thermofasern Fasern zu verstehen sind, die bei Zufuhr von Wärme aufschmel­ zen und an Kreuzungspunkten mit anderen Thermofasern miteinander ver­ schmelzen. Diese Thermofasern können bei der Verwendung mit Recyclingfa­ sern einen Gewichtsanteil von 20% erreichen.
Bevorzugterweise lassen sich die Parameter Rohstoffdichte und Bindemittelan­ teil so variieren, daß sich extrem leichte, flexible Matten mit einem höheren Anteil an Thermofasern oder durch einen größeren Bindemittelanteil und/ oder höhere Verdichtung mechanisch höher belastbare, dichtere und dünnere Matten oder Filze, oder aber durch einen noch höheren Bindemittelanteil und/ oder eine noch höhere Verdichtung weitgehend steife oder ganz steife Matten oder Platten herstellen lassen.
Vorteilhaft ist ebenfalls, daß die Dämmstoffe als Dampfbremse und/oder zur Erhöhung der Winddichtheit und/ oder zum leichteren Handling und Trans­ port und/oder zum Anbringen ganz oder teilweise ein- oder mehrseitig mit einer überstehenden oder nicht überstehenden Abdeckung kaschiert oder verstärkt sind, wobei die Abdeckung aus Papier, Folie oder einem Gewebe gefertigt sein kann, das mit oder ohne Durchbrechungen versehen ist.
Das Verfahren zur Herstellung solcher Recyclingfasern zeichnet sich dadurch aus, daß es Fasern aus zu recycelnden Jute- und Sisalsäcken oder Alttextilien herstellen kann, von denen ein großer Anteil eine große Faserlänge aufweist. Das Verfahren ist für beide Faserarten identisch, nur daß das Verfahren für Alttextilien einen etwas größeren Aufwand erfordert, da in diesen noch Fremdkörper wie Knöpfe, Reißverschlüsse, Gürtelschnallen u.ä. vorhanden sein können, so daß zusätzlich Metallortungssysteme vor- und/oder zwi­ schengeschaltet werden müssen, um die Maschinen vor Zerstörung und übermäßigen Verschleiß zu bewahren. Weiterhin ist aus hygienischen Grün­ den gegebenenfalls ein Reinigungs- und weiterhin auch ein nachfolgender Trocknungsschrift erforderlich.
Dabei ist es vorteilhaft, eine Waschanlage für das vorzerkleinerte Material vor­ zusehen, da diese dann gleichzeitig auch als hydraulischer Sichter zur Ab­ scheidung von metallischen oder harten Fremdkörpern dienen kann. Weiter­ hin ist ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt vorteilhaft für die Zerfaserung, ins­ besondere für die Wolligkeit des erzeugten Fasermaterials. Die Feuchtigkeit erlaubt es außerdem, Klebstoffe für die Faserbindung schon in der Mühle auf­ zubringen, da die Klebstoffe in Pulverform oder in hochviskoser Form an feuchten Fasern besser haften. Dabei ist die Feuchtigkeit so zu begrenzen, daß darunter die nachfolgende Fraktionierung nicht beeinträchtigt wird, falls eine solche zur Abscheidung von unzureichend aufgelösten Textilzwirnungen o.a. und Feingut vorgesehen wird. Für Faserstoffe, die nicht gewaschen wer­ den müssen, kann natürlich ebenfalls ein Befeuchtungsschritt vorgesehen wer­ den.
Das Basisverfahren verläuft dabei vorteilhafterweise so, daß in einem ersten Verfahrensschritt die alten Jute- oder Sisalsäcke oder die Alttextilien in recht­ eckige, vorzugsweise quadratische Stücke vorzerkleinert werden, so daß aus dem Grundmaterial ein schütt- und fließfähiges Material wird, wobei die er­ zeugte Kantenlänge gleichzeitig ungefähr der maximal zu erreichenden Faser­ länge entspricht. Anschließend werden die Stücke in einem zweiten Verfah­ rensschrift in einer Mühle zerfasert, wobei unzureichend zerfasertes Material ausgeschieden und der Mühle erneut zugeführt wird. In einem dritten Verfah­ rensschritt erfolgt eine Vermischung mit dem Bindemittel und/oder Thermofa­ sern in einer entsprechenden Maschine, die aus einer Beleimungsmaschine, Mischmaschine oder einer Fasermischanlage bestehen kann. Dabei lassen sich durch Variation der Rohdichte des Fasermaterials und des Bindemittels die Eigenschaften des Wärmedämmstoffes in weiten Bereichen zwischen ei­ nem extrem leichten bis hin zu einem hochdichten Dämmstoff beeinflussen. In einem vierten Verfahrensschritt werden dann aus den Recyclingfasern Vliese oder Matten hergestellt und in einem fünften Verfahrensschritt entweder die zugemischten Thermofasern in einem Durchlaufofen aufgeschmolzen oder die Vliese und Matten in Trockenkanälen getrocknet bzw. die Bindemittel ander­ weitig, beispielsweise durch CO2 oder andere Gase, ausgehärtet oder verfe­ stigt.
Von besonderem Vorteil ist im ersten Verfahrensschritt, daß bei ihm zum Zer­ schneiden von gewebtem Material eine Maschine Verwendung findet, die sonst in der Holzverarbeitung zur Zerkleinerung von Furnierabfällen in ein Schüttgut für Brennzwecke verwendet wird. Dabei ist der Vorschub der Schnei­ demaschine so einstellbar, daß die Länge der vorzuzerkleinernden Fasern stufenlos den jeweiligen Anforderungen anpaßbar ist.
Entweder können zwei dieser Maschinen rechtwinklig zueinander versetzt an­ geordnet werden, oder eine Maschine kann zusätzlich zu ihrem Quermesser mit einer Reihe von Längsmessern ausgestattet werden.
Für den zweiten Verfahrensschritt der Zerfaserung können mehrere Maschinen Verwendung finden. Am Vorteilhaftesten hat sich hier eine Mühle herausge­ stellt, die durch Prall zerfasert. Gute Ergebnisse lassen sich aber auch mit Mühlen erzielen, die durch Reibung oder Scherung zerfasern, oder auch mit Hammermühlen.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn gleichzeitig beim Zerfasern pulver­ förmige oder hochviskose Klebstoffe in der Mühle auf die Fasern aufgebracht werden, so daß die beiden Verfahrensschritte zwei und drei zusammenfallen.
Das Formen der Vliese oder Matten kann wieder auf sehr unterschiedliche Weisen erfolgen. Einerseits durch rein mechanische Streumaschinen, wie sie in der Spanplatten- und MDF-Industrie üblich sind, andererseits aber auch durch pneumatische Vliesbildemaschinen, wie sie in der MDF- und Filzherstellung verwendet werden und die Festigkeit durch mechanische Verfilzung fördern.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in Kombina­ tion mit den weiteren Unteransprüchen.

Claims (28)

1. Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hauptbestandteil aus Recyclingfasern besteht.
2. Wärmedämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus recycelten pflanzlichen Fasern besteht.
3. Wärmedämmstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanzenfasern Jute und Sisal von recycelten Verpackungssäcken verwendbar sind.
4. Wärmedämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus recycelten Alttextilien besteht.
5. Wärmedämmstoff nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Recyclingfasern durch Bindemittel, Na­ delung oder Zumischung von Thermofasern zu flexiblen Matten oder steifen Platten zusammenfügbar sind.
6. Wärmedämmstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohstoffdichte und der Bindemittel- bzw. Thermofaseranteil variabel ist.
7. Wärmedämmstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihm bis zu 20 Gewichtsprozent Thermofasern beigemischt sind.
8. Wärmedämmstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fle­ xiblen Matten als Dampfbremse und/oder zur Erhöhung der Winddichtigkeit und/oder zum leichteren Handling und Transport und/oder zum Anbringen ganz oder teilweise, ein- oder mehrseitig, mit einer überstehenden oder nicht überstehenden Abdeckung kaschiert oder verstärkt sind.
9. Wärmedämmstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ deckung aus Papier, Folie oder einem Gewebe, jeweils mit oder ohne Durch­ brechungen besteht.
10. Wärmedämmstoff nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß er überwiegend aus langen Recyclingfa­ sern besteht, deren maximale Länge im ersten Vorzerkleinerungsschritt des Recyclingmaterials bestimmbar ist.
11. Wärmedämmstoff nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß er eine sehr geringe Rohdichte von wenig­ stens 10 kg/cbm bis zu 75 kg/cbm aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung von Wärmedämmstoffen aus Recyclingfasern, dadurch gekennzeichnet, daß diese Recyclingfasern aus alten Jute- oder Sisal­ säcken oder aus Alttextilien gewonnen werden, in dem sie in einem ersten Verfahrensschritt in rechteckige, vorzugsweise quadratische Stücke vorzerklei­ nert werden, so daß schütt- und fließfähiges Material von weitgehend einheit­ licher Kantenlänge erzeugt wird, die der gewünschten Faserlänge entspricht, wonach in einem zweiten Verfahrensschritt die vorzerkleinerten Stücke in einer Mühle zerfasert werden, wobei unzureichend zerfasertes Material nach einer Fraktionierung bzw. Sichtung erneut der Mühle zugeführt wird und in einem dritten Verfahrensschritt die Vermischung mit dem Bindemittel und/oder Thermofasern in einer Beleimungsmaschine, einer Mischmaschine oder einer Fasermischanlage erfolgt und daß sich durch Variation der Rohdichte des Fa­ sermaterials und des Bindemittels die Eigenschaften des Wärmedämmstoffes in weiten Bereichen zwischen einem sehr leichtem bis zu einem hochdichten Dämmstoff einstellen lassen, und in einem vierten Verfahrensschritt Vliese oder Matten erzeugt werden, bei denen in einem fünften Verfahrensschritt die Thermofasern in einem Durchlaufofen aufgeschmolzen bzw. die Vliese oder Matten in Trockenkanälen getrocknet bzw. die Bindemittel anderweitig ausge­ härtet oder verfestigt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ver­ arbeitung von Alttextilien dem ersten und/oder dem zweiten Verfahrensschritt ein Verfahrensschritt zur Aussonderung von Metallstücken vorgeschaltet wird.
14. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzerkleinerung durch Verwendung einer Schnei­ demaschine erfolgt, die zur Zerkleinerung von Furnierabfällen in der Holzver­ arbeitung bekannt ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Schneidemaschine so einstellbar ist, daß die Länge der vorzuzerkleinern­ den Fasern stufenlos den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnei­ demaschine mindestens ein durchgehendes Quermesser besitzt und zusätzlich mit einer Reihe von Längsmessern ausgerüstet ist.
17. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzerkleinerung durch Trenn- und Schneidwerk­ zeuge wie zwei im rechten Winkel zueinander angeordnete Furnierschneider, Guillotinen, die aus dem Kunststoffrecycling bekannt sind, Sichelhäcksler oder Messermühlen bzw. Granulatoren erfolgt.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerfaserung mit Mühlen erfolgt, die durch Prall zerfasern.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerfaserung mit Mühlen erfolgt, die durch Reibung oder Scherung zerfasern.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerfaserung mit einer Hammermüh­ le erfolgt.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung von Alttextilien eine Waschanlage mit anschließender Trockenstufe entweder dem ersten oder dem zweiten Verfahrensschritt vorgeschaltet ist, wobei die Textilien bis auf ei­ nen gewünschten Trockenheits- bzw. vorteilhaften Feuchtigkeitsgrad gebracht werden können.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12- 20, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzerkleinerte Material in einem Zwi­ schenschritt angefeuchtet wird.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zerfasern in einer Mühle gleich­ zeitig pulverförmiger oder hochviskoser Klebstoff auf die Fasern aufgebracht wird, so daß der zweite und der dritte Verfahrensschritt zusammenfallen.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zwischenschritt zwischen Ver­ mischung und Vlies- oder Dämmstofferzeugung ein weiterer Fraktionierungs­ schritt zur Ausscheidung von unzureichenden Textilzwirnungen und Feingut vorgesehen ist.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vlieserzeugung ein mechani­ sches Formsystem, eine Streumaschine, wie sie aus der Spanplatten- und MDF-Industrie bekannt ist, Verwendung findet.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß pneumatische Systeme bzw. Vliesbilde­ maschinen oder bekannte Formsysteme zur Vliesherstellung aus Neufasern oder Naßformsysteme, wie sie in der Faserplatten- und Filzherstellung be­ kannt sind, Verwendung finden.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Vlies Naßformun­ gen auf Lang- oder Rundsiebmaschinen verwendet werden, die aus der Fa­ serplatten- bzw. Pappeerzeugung bekannt sind.
28. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleimung im dritten Verfahrens­ schritt durch Zerstäubung des Bindemittels im Faserstrom erfolgt.
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