DE19546295A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus zellulosehaltigen Stoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus zellulosehaltigen Stoffen

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Edgar Dr Ing Brandauer
Ingwalt Dr Ing Friedemann
Norbert Dr Ing Habelski
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus zellulosehaltigen Stoffen.
Sie ist insbesondere für die Verarbeitung von Altpapier konzipiert worden und basiert auf dem in der DE 44 04 322 vorgestellten Verfahren zur Herstellung von geschäumtem Material aus Altpapier und dgl.
Als Ausgangsstoffe sind gleichermaßen Altpappe, Papier, Pappe, oder andere Zellulose enthaltende Materialien geeignet. Diese können entweder sortenrein oder als Rohstoffgemisch eingesetzt werden.
Vorzugsweise soll die Erfindung einen Beitrag zum Umweltschutz durch Wiedergewinnung und Aufarbeitung von Sekundärrohstoffen, die im erheblichen Umfang zur Verfügung stehen oder bei bestimmten Produktionsprozessen als Reststoffe anfallen, leisten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Schaumkörper hergestellt werden, die basierend auf den o.g. Ausgangsstoffen verschiedene Eigenschaften im Hinblick auf Festigkeit und Porosität bzw. Dichte besitzen.
Im Stand der Technik sind Schaumkörper auf der Basis von Altpapier enthalten. Bekanntermaßen wird das zellulosehaltige Ausgangsmaterial einem Quellprozesses unterzogen und anschließend wärmebehandelt. Infolge des Energieeintrages werden im Papierbrei durch den abströmenden Dampf Strömungswege in Form von Hohlräumen geschaffen. Der Körper bläht auf und nimmt eine poröse Struktur an. Sein Körpervolumen vergrößert sich.
Beigegebene Reaktionshelfer sollen den Prozeß der Volumenvergrößerung unterstützen.
Da in diesem Stadium gleichzeitig der Härtungsprozeß infolge Trocknung des Materials einsetzt, bleibt die voluminöse poröse Struktur zumindest teilweise erhalten.
Um Schaumkörper mit vorbestimmter Festigkeit und Porosität zu erhalten, werden den Grundstoffen aus zellulosehaltigem Material Wasser und weitere Stoffe in bestimmten Dosierungen und zu bestimmten Zeitpunkten hinzugefügt. Insbesondere sind das Stoffe, die die Gasbildung im Brei verstärken (Schäumungsmittel), die die Haftbindung zwischen den Partikeln des Breis erhöhen (Stabilisierungsmittel) und die sich entweder unter dem Einfluß von Wärme oder von Feuchtigkeit vollständig oder teilweise in ein Gas umwandeln und somit das Aufschäumen unterstützen (Treibmittel).
Schließlich wird nachfolgend Wärmeenergie durch Mikrowellenstrahlung in das wäßrige zellulosehaltige Ausgangsmaterial, wie oben beschrieben, eingebracht.
Es galt nun, nach Möglichkeiten zu suchen, mit denen sich die Eigenschaften der zu erzeugenden Schaumkörper weiter beeinflussen lassen, um letztlich neue Einsatzgebiete zu erschließen.
Erfindungsgemäß werden silikatische feinkörnige Zuschlagstoffe dem Brei aus zellulosehaltigem Material, Wasser und den Vertretern der genannten Stoffgruppen zugefügt, und zwar mittels eines intensiven Mischprozesses.
Die Einsatzmengen an silikatischen Zuschlagstoffen beeinflussen die Festigkeit und Porosität der Schaumkörper.
Es hat sich gezeigt, daß in Abhängigkeit von den Mengen der anderen Inhaltsstoffe der Ausgangsmischung, beispielsweise zellulosehaltiges Material, Bindemittel und Treibmittel, eine Zudosierung von feinkörnig zerkleinertem silikatischen Material von 0 bis 200 Masse- %, bezogen auf das absolut trockene zellulosehaltige Ausgangsmaterial, sinnvoll ist.
Der Zeitpunkt der Zugabe ist dabei von untergeordneter Bedeutung.
Als silikatische Zuschlagstoffe bieten sich insbesondere Produkte aus der Baustoffindustrie an. Versuche haben gezeigt, daß Fräsmehl, welches beim Zertrennen von Blöcken aus Porenbeton anfällt, vorteilhaft einsetzbar ist.
Die Feststoffpartikel aus silikatischem Material werden während der Wärmebehandlung gleichmäßig in die beim Aufschäumen entstehende Feststoffmatrix aus zellulosehaltigem Material eingebunden.
Voraussetzung ist, daß das silikatische Material intensiv mit den übrigen Bestandteilen vermischt worden ist.
Durch die Zugabe von silikatischem Material sind insbesondere die Festigkeitseigenschaften der zu erzeugenden Schaumkörper beeinflußbar.
Ist der Anteil gering, so entsteht ein Schaumkörper mit nur gering geänderten Eigenschaften gegenüber einem nach dem Grundrezept hergestellten Schaumkörper. Mit steigendem Gehalt an silikatischem Material in der Produktmischung nimmt die Porosität der Schaumkörper ab und deren Festigkeit und Dichte erhöht sich.
Bekanntermaßen können weitere Eigenschaften der Schaumkörper, wie Flammenhemmung, Hydrophobie oder Resistenz gegen Bakterien, durch entsprechende weitere Zusätze eingestellt werden.
Aus der möglichen Vielzahl von Rezepturmischungen wird nachfolgend ein Beispiel aufgeführt. Die Mischung hat in Laborversuchen zu guten Ergebnissen geführt.
  • - zellulosehaltige Masse (trocken) 40,5%
  • - Tensid 2,4%
  • - Bindemittel (Soja) 11,9%
  • - Treibmittel (Natron) 4,7%
  • - Porenbeton-Fräsmehl 40,5%
Wasser wird nach Bedarf zugegeben.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus zellulosehaltigen Stoffen, wobei als Ausgangsbasis ein Brei aus Wasser, Altpapier und/oder Altpappe bzw. anderen zellulosehaltigen Stoffen zur Verfügung steht, dem wahlweise Schäumungsmittel, Treibmittel und Stabilisierungsmittel entweder gesamtheitlich oder alternativ zugefügt sind und der nachfolgend einer Wärmebehandlung, vorzugsweise mittels Mikrowellenstrahlung, unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem gemäß Oberbegriff hergestellten Brei feinkörnig zerkleinerte silikatische Materialien in einer Dosierung bis 200 Masse- %, bezogen auf das absolut trockene zellulosehaltige Ausgangsmaterial, in Abhängigkeit von der Festigkeit des herzustellenden Schaumkörpers beigegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung des feinkörnig zerkleinerten silikatischen Materials einhergehend mit einem intensiven Mischprozeß zu einem beliebigen Zeitpunkt vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als silikatisches Material Fräsmehl aus der Produktion von Porenbeton zum Einsatz kommt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - zellulosehaltige Masse (trocken) 40,5%
  • - Tensid 2,4%
  • - Bindemittel (Soja) 11,9%
  • - Treibmittel (Natron) 4,7%
  • - Porenbeton-Fräsmehl 40,5%.
DE1995146295 1995-05-02 1995-12-12 Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus zellulosehaltigen Stoffen Withdrawn DE19546295A1 (de)

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