DE19518186A1 - Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Wärmedämmstoff aus Recyclingmaterial und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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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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- 1995-05-21 DE DE1995118186 patent/DE19518186C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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---|---|
DE19518186C2 (de) | 2001-05-23 |
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