DE19518188A1 - Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen, wie zum Beispiel Flachs Hanf, Kenaf und Jute.

Nachwachsende Rohstoffe erfreuen sich wachsender Beliebtheit, da sie nicht nur die vorhandenen Ressourcen schonen, sondern auch einen Beitrag zur Verminderung des als Treibhausgases bekannten CO2 liefern. Bekannt sind einige Verfahren zur Textilfasererzeugung, die darauf abzielen, möglichst lan­ ge Fasern zu gewinnen. Diese können bei Flachs ca. 500-1000 mm, bei Hanft auch 1000-2000 mm Länge aufweisen. Traditionell werden die ver­ wendeten Bastfasergewächse vor der Gewinnung der Fasern, vielfach auch Entholzung genannt, geröstet. Durch einen solchen Röstvorgang wird die Pek­ tinschicht, welche Fasern und Holz miteinander verbindet, abgebaut oder zumindest geschwächt. Der Abbau erfolgt entweder enzymatisch durch Röst­ bakterien oder chemisch. Bekannt sind insbesondere folgende Systeme: Fluß röste, Teichröste, Bassinröste sowie Tauröste, wobei letztere die unvollkom­ menste ist.

Hauptanwendungsgebiet für dieses vorzugsweise als Langfaser erzeugte Ma­ terial ist die Herstellung von Textilien. Bei Jute steht die Herstellung von Säc­ ken und Geweben für den Nichtkleidungsbereich im Vordergrund.

In kleinerem Maße wird die Entfaserung/Entholzung auch ohne vorhergehen­ den Röstvorgang durchgeführt. Dabei wird jedoch eine ungleichmäßigere Fa­ ser erzielt, die zusätzlich auch noch derber und weniger geschmeidig ist.

Bei konventionellen Verfahren wird das Stroh der Bastfasergewächse durch Brechen geführt. Diese Brechen haben die Aufgabe, den holzigen Kern des Strohs in kleine Stücke zu zerbrechen, die anschließend in Schwingen oder Turbinen durch eine Art Schleuderbewegung von den Langfasern abgeschleu­ dert werden.

Es sind in jüngster Zeit auch fahrbare Entfaserungs- bzw. Entholzungsmaschi­ nen entwickelt worden, die die Fasern und die Samen für die Ölgewinnung unmittelbar auf den Feldern abernten, die für wertlos erachteten, gebroche­ nen Holzteile der Bastfaserstengel, auch "Schäben" genannt, aber achtlos lie­ gen lassen.

Insgesamt ist der betriebene Aufwand für die Gewinnung einer Langfaser ganz erheblich, obwohl für technische Zwecke eine solche Langfaser oftmals nicht erforderlich, in den meisten Fällen sogar nicht einmal verwertbar ist. Dieser Aufwand zur Gewinnung von Fasern bedeutet deshalb Kosten, die für den Zweck einer technischen Verwendung unvertretbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen zur Verfügung zu stellen, welches Material für techni­ sche Zwecke, nicht notwendigerweise zur textilen Weiterverarbeitung liefert, wobei das Verfahren selbst wirtschaftlicher, effektiver und weitgehend auto­ matisierbarer arbeiten soll, als die bekannten Verfahren zur Erzeugung von Langfasern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches.

Als besonders vorteilhaft erweist sich der erste Verfahrensschrift der Vorzer­ kleinerung des Bastfaserstrohs auf die angestrebte Faser- bzw. Stapellänge. Hierbei wird das Stroh einerseits auf eine gleichmäßige Länge abgeschert und andererseits in ein Schüttgut verwandelt, um den weiteren Verfahrensweg bes­ ser automatisieren zu können, um die Kosten zu minimieren. Weiterhin schafft diese Vorzerkleinerung die Voraussetzung dafür, daß im weiteren Verfahrens­ weg in schnell laufenden bzw. rotierenden Maschinen keine Umwicklungen um drehende oder stehende Maschinenteile auftreten können. Würde das Stroh- und Halmmaterial nicht gekürzt in solche hochtourig rotierenden Ma­ schinen eingebracht, so würden sich die Bastfaserstränge um Werkzeuge, Wellen oder Achsen wickeln und zu erhöhter Reibung bis zum Stillstand oder der Zerstörung der Maschine oder aber durch Erhitzung möglicherweise bis zum Brand führen.

Für die Vorzerkleinerung sind erfindungsgemäß Maschinen vorgesehen, die eine gleichmäßige oder ziemlich gleichmäßige Länge der Halmabschnitte ge­ währleisten können, insbesondere Häcksler wie Rotor-, Scheiben- oder Sichel­ häcksler oder bei zu Ballen gepreßtem Erntegut oder Rundballen Schneidmüh­ len, die in der Kunststoffindustrie auch Granulatoren genannt werden. Ferner Querschneider, wie sie in der Furnier- Papierverarbeitung üblich sind.

Die Entfaserung im zweiten Verfahrensschritt findet vorteilhafterweise in einer hochtourig drehenden Mühle statt, in der die Entfaserung/Entholzung durch Scherung, Reibung, Prall und Schlag erfolgt. Hierbei handelt es sich um schnell drehende Maschinen, wie sie in der Holz- und Kunststoffindustrie be­ reits bekannt sind. In der Holzindustrie finden sie überwiegend als Spanzerle­ ger Verwendung, in der Kunststoffindustrie werden sie zur Herstellung von Granulaten und Pulvern verwendet. In der pharmazeutischen Industrie und der Lebensmitteltechnologie werden sie in abgewandelter Form überwiegend zur Herstellung von Pulvern eingesetzt.

Diese Mühlen eignen sich auch hervorragend dazu, um die Fasern des vor­ zerkleinerten Materials von den Holzbestandteilen zu lösen. Dabei löst sich die hochfeste, zähe, flexible Faser vom brüchigen, unflexiblen, holzigen Kern und die holzigen Teile werden je nach Drehzahl der Maschine und Werkzeugaus­ stattung in Schäben unterschiedlicher Größe zerbrochen. So wird auch mit ungeröstetem Material eine Feinheit und Geschmeidigkeit der Fasern erzielt, welche derjenigen von geröstetem Material bei Anwendung konventioneller Entfaserungstechnologien in etwa gleich kommt. Das gewonnene Fasermate­ rial ist dagegen dem sogenannten Grünwerg aus ungeröstetem Stroh unter Anwendung konventioneller Technologien in Feinheit und Geschmeidigkeit weit überlegen. Die abgetrennten Holzteile weisen indessen eine Partikelgröße auf, die sie als Rohstoff für die Herstellung von Platten und Wärmedämmstof­ fen, insbesondere für Schüttdämmungen, sehr gut qualifizieren.

Das anschließende Trennen von Fasern und Schäben kann vorteilhaft mit Hilfe von Sieben und/oder Sichtern erfolgen, wobei die Fasern auch gleichzeitig nach Länge klassifiziert und fraktioniert sowie Überkorn, Staub und Fremd­ körper entfernt werden können. Weiterhin kann zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschrift eine Silo- und Dosiereinrichtung vorgeschaltet sein. Wenn doch ein Röstvorgang vorgesehen werden soll, kann dieser dem zweiten Verfahrensschrift unmittelbar vorgeschaltet werden.

Die erzeugten kurzen Fasern können mit ihrer neuen Geometrie, mit einer bevorzugten Länge zwischen 2 und 50 mm, längere Fasern bis etwa 100 mm sind aber ebenfalls denkbar, in neue technische Anwendungsgebiete vorsto­ ßen, in denen bis heute synthetische Fasern vorherrschen, so daß insgesamt mit einem großen Comeback der Bastfasergewächse zu rechnen ist. Diese Fasern, die früher überwiegend im Textil- und Bekleidungsbereich eine große Rolle gespielt haben, finden nun sehr viel größere Anwendungsgebiete wie zum Beispiel als Verstärkungsfasern, die in Kunststoffe eingearbeitet werden, als Kurzfasern, die zu Vliesen und Filzen verarbeitet werden, als Kurzfasern, die zu tiefziehfähigen Matten für die Herstellung von Formteilen verarbeitet werden oder als Kurzfasern, die für die Herstellung von Wärmedämmstoffen für das Bauwesen benutzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen, da­ durch gekennzeichnet, daß zur unmittelbaren Erzeugung von technisch zu verwendenden Kurzfasern in einem ersten Verfahrensschritt das Ausgangsma­ terial, das Bastfaserstroh, auf eine angestrebte kurze Faserlänge vorzerkleinert wird, so daß es schüttbar und in rotierenden Maschinen gefahrlos weiterver­ arbeitet werden kann, wonach in einem zweiten Verfahrensschritt die Entfase­ rung in einer Entfaserungsmaschine erfolgt und in einem dritten Verfahrens­ schritt die abgelösten Schäben von den Fasern getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Tren­ nung von Fasern und Schäben die Fasern mit Hilfe von Sieben und/oder Sichten nach Länge klassifiziert und fraktioniert und Überkorn, Staub und Fremdkörper ausgeschieden werden.

3. Verfahren nach einem oder beiden der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem zweiten Verfahrensschrift eine Silo- und Do­ siereinrichtung vorgeschaltet ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stroh vor dem zweiten Verfahrensschritt in einem Röstvorgang geröstet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Vorzerkleinerung Maschinen verwendet wer­ den, die eine gleichmäßige Länge der Halmabschnitte ergeben.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorzerklei­ nerungsmaschinen für das Bastfaserstroh Häcksler wie Rotor-, Scheiben- oder Sichelhäcksler verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorzerklei­ nerungsmaschinen für das Bastfaserstroh Furnierscheren, Guillotinen, Clipper oder bei zu Ballen gepreßtem Erntegut oder Rundballen Schneidmühlen bzw. Granulatoren verwendet werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Entfaserungsmaschinen hochtourig rotierende Mühlen verwendet werden und die Entfaserung durch Einwirkung von Rei­ bung, Scherung, Prall und Schlag erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfaserung durch Verwendung von Maschinen erfolgt, die als Spanzerleger in der Holzin­ dustrie bekannt sind.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in einem nachfolgenden Verfahrensschritt die ge­ wonnenen Fasern zu Vliesen für Dämmzwecke oder zu Formteilen und die Schäben zu Schüttdämmungen oder Schäbenplatten weiterverarbeitet werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß damit Fasern gewonnen werden, die zwischen 1 und 100 mm, insbesondere zwischen 2 und 50 mm lang sind.